DK157146B - Fremgangsmaade og indretning til taethedsmaaling af en motor - Google Patents

Description

DK 157146 B

5 Denne—opfindelse vedrorer en fremgangsmâde og en indretning til tæthedsmâling af enlnotôr i ôverens-stemmelse med indledningerne til de efterfolgende patentkrav 1 og 3.

10 Den almindeligste teknik til mâling af tætheden af forbrændingsrummene i en forbrændingsmotor gâr ud pâ, at man erstatter tændroret med en trykmâler, og derefter driver motoren rundt med startmotoren.

Denne teknik har flere mangler. For det forste bliver 15 mâleværdierne ikke helt repræsentative for driftsfor-holdene i en motor under normal drift. For det andet varierer mâleværdierne noget i afhængighed af start-motorens arbejdshastighed, der f.eks. varierer som folge af varierende ladetilstand hos akkumulatoren.

20 Yderligere er det i mange situationer en mangel, at de fundne mâleværdier giver en information om den totale tæthedstilstand i det pâgældende forbrænd-ingsrum. Den totale lækage er altid sammensat af flere dellækager nemlig ventillækage, samt lsekage 25 forbi tætningerne mellem stemplet og cylindervæggen.

Dertil kan komme lækage i toppakningen etc. Fra et renoveringssynspunkt er f.eks. en ventillækage i reglen væsentligt lettere og billigere at afhjælpe end en stempeltætningslækage. Det sidste kan nodven-30 diggore udskiftning af stempler og cylinderforinger eller alternativt cylinderudboring.

Det er ogsâ kendt at anbringe trykmâlere, som mâler trykket i forbrændingsrummet under driften. Dette 2

DK 157146 B

1 giver en sikrere mâling af den totale tæthedstilstand, men i ovrigt tilbagestâr de mangler, som er nævnt ovenfor, hvortil ogsâ kommer, at trykmâlerne skal tâle sâ harde arbejdsbetingelser, at omkostningen 5 ved dem sikkert bliver anselig, hvis der skal opnâs en rimelig levetid.

Formâlet med denne opfindelse er at anvise en udvej til at reducere de ovenfor skitserede mangler, hvorved 10 der specielt tilstræbes en fremgangsmâde, respektive en indretning, ved hvis hjælp de fra et renoverings-synspunkt i reglen besværligste utætheder skal kunne fastslâs med god sikkerhed og pâ forholdsvis enkel mâde.

15

Dette formai nâs ifelge opfindelsen ved at fremgangs-* mâden respektive indretningen udstyres med de i fol-gende patentkrav angivne kendetegn.

20 Den foreliggende opfindelse grunder sig sâledes pâ den overraskende kendsgerning, at den gaslækage ned i krumtaphuset, som optræder under normal drift af motoren, er tilstrækkelig til ved hjælp af en med krumtaphusets indre kommunikerende mâleindretning, 25 at give grundlag for fremtagning af mâleværdier, som giver et meget nejagtigt og godt billede af tæt-heden i tætningerne mellem stemplerne og cylindervæg-gen og derigennem nedslidningsgraden.

30 Efter i overensstemmelse med opfindelsens princip at hâve bestemt stempeltætningslækagen, kan man ved anvendelse af konventionel teknik bestemme den totale cylinderlækage og ved sammenligning af mâleværdierne fâ et billede ogsâ af ventillaekagen.

3

DK 157146 B

1 Under henvisning til medfolgende tegning folger neden-for en nærmere beskrivelse af opfindelsen.

Pâ tegningen er 5 .

fig. 1 et skematisk delvis gennemskâret billede af en motor med indretningen i henhold til opfindelsen/ 10 fig. 2 et tryk/tiddiagram (P/t), fig. 3 et detailbillede af et parti af et mundstykke/ og 15 fig. 4 et skematisk billede af en foretrukken udforelse af indretningen ifolge opfindelsen.

I fig. 1 vises en konventionel firetakts benzinmotor, 20 som her tænkes at hâve fire cylindre 1 med deri bevæ-gelige stempler 2, samt et krumtaphus 3 med krumtap-mekanisme 4, 5, som drives af stemplerne. Krumtapmeka-nismen udgores pâ konventionel mâde af en krumtap 5., som via plejlstænger 4 er forbundet med stemplerne 25 2. Hver cylinder 1 og stempel 2 danner er forbrænd- ingsrum 6 med varierende storrelse. Hvert stempel er via stempelringe 7 tætnet mod cylindervæggen.

I henhold til opfindelsen mâler man under normal 30 drift af motoren, d.v.s. under successive eksplosioner i forbrcendingsrummene 6, lækagen af. gasser forbi stemplerne og tætningerne 7 ind i krumtaphuset 3 ved at tilslutte en mâleindretning 8, sâ at den kom-munikerer med krumtaphusets 3 indre.

4

DK 157146 B

1 Opfindelsen grunder sig pâ den kendsgerning, at hver eksplosion af brændbare gasser i en cylinder giver anledning til en momentan indstromning af gasser forbi tætningen 7 og ind i krumtaphuset. Mâleindret-5 ningen 8 udgores i dette eksempel af en trykmâler, som via en ledning 9 og et tilslutningsmundstykke 10 komraunikerer med krumtaphusets 3 indre. Gennem et droslet udlob 11 tillades gasser, der kommer ind i ledningen 9, at stromme ud til atmosfæren. I fig.

10 2 vises et diagram over forholdet tryk/tid, som kan optages af trykmâleren 8. De antydede tryktoppe 12 er repræsentâtive for den gasindlækning ind i krumtaphuset, som optræder i tilslutning til eksplosionerne i de forskellige cylindre, ünder toppene 12 er angivet 15 nummeret pâ den pâgældende cylinder. I praksis folger tryktoppene sâ hurtigt efter hinanden, at man med • en enkel trykmâler af visertype med relativ langsomt viserudslag ikke vil kunne identificere de enkelte toppe 12. Trykmâlerens viser ville derfor i praksis 20 vise en middelværdi svarende til det punkterede niveau P-middel. En sâdan middeltryksangivelse er ofte helt tilstrækkelig til at fâ det onskede billede af tæthe-den i tætningerne 7. Ved at udfere mâlinger pâ et repræsentativt antal motorer af samme type kan man.

25 fastsætte referenceværdier, med hvilke en aktuel mâleværdi kan sammenlignes, for at fastslâ tæthedstil-standen pâ den netop mâlte motor af samme type.

Dersom man som trykmâler 8 anvender en transduktor 30 af hurtigregistrerende type, som ændrer det mâlte tryk til et elektrisk signal, kan man ved at behandle udgangssignalerne fra transduktoren i en indretning 13 pâ i og for sig kendt mâde fremvise den af transduktoren angivne information i en fremvisningsenhed 5

DK 157146 B

1 14, f.eks. et oscilloskop, i den form, som antydes i fig. 2, sa at man altsâ kan identificere de forskel-lige tryktoppe horende til de forskellige cylindre, og sâledes konstatere, om der foreligger nogen afvi-5 gelse mellem dem. Sâ langt indretningen hidtil er beskrevet, er det imidlertid ikke muligt at fastslâ hvilken tryktop, der horer til en hel bestemt cylin-der.

10 Krumtaphusets 3 indre kommunikerer som regel frit med rummet under motorens ventildæksel 15. Til venti-lering af dette rum og derigennem krumtaphusets 3 indre er et ror 16 tilsluttet mellem ventildaakslet 15 og motorens luftindsugningsindretning 17. For 15 at undgâ olielækage er krumtaphuset 3 i ovrigt rela-tivt godt tætnet i forhold til den omgivende atmos-fære. Ogsâ ventildækslet 15 slutter relativt tæt mod motorblokken. I eksemplet er for tydeligheds skyld vist, hvorledes mundstykket 10 pâ roret 9 er 20 indsat i en âbning 18 i krumtaphusvæggen. Dette er gjort primært for at lette forstâelsen af nærværende opfindelse. Selv om det i og for sig ville være muligt at indrette en sâdan âbning 18, sâ findes den i prak-sis ikke, for enkelheds skyld tænkes i stedet at 25 mundstykket 10 indfores i den âbning 19, der som regel allerede findes pâ moderne motorer, og som frigores ved fjernelse af roret 16 og kommunikerer med ventildækslets 15 indre. Gennem roret 16 pâfores normalt en svag sugning pâ krumtaphusets indre. Lâget 30 20, som sædvanligvis er anbragt pâ dækslet 15 og ved fjernelse frigor en âbning til pâfyldning af olie til oliebadet pâ krumtaphusets bund, lukker ofte i det væsentlige helt tæt. Nâr lâget 20 sâledes lukker tæt og mundstykket er indfort i âbningen 19, 6

DK 157146 B

1 findes der med undtagelse af roret 9 ingen yderligere gasevakueringsmuligheder fra krumtaphusets 3 indre.

Dette giver mulighed for en god mâlenojagtighed.

Soin alternativ til det nævnte skulle roret 9 kunne 5 kommunikere med krumtaphuset via en âbning i et lâgor-gan beregnet til at erstatte làget 20. Man ville da være nodt til at lukke af for gasudstromning gennem âbningen 19. Nâr det normale lâg 20 er af luftgennem-slippende type (eventuelt forsynet med filter), skal 10 det erstattes med et tætsluttende lâg, hvis mundstykke 10 kommunikerer med âbningen 19. Det er sâledes væ-sentligt, at roret 9 til mâleindretningen 8 under mâlingen udgor den i hovedsagen eneste gasevakuerings- # mulighed fra det i ovrigt i det væsentlige lukkede 15 krumtaphus.

Mundstykket 10 kan forslagsvis udformes med et antal partier, der udviser forskellige diamètre, hvor parti-erne er sâdan ordnede, at de gradvis 0ger i diameter 20 i retning fra mundstykkets yderende. Derved opnâr man en udforelse, sont kan fâ relativt universal til-pasningsmulighed pâ forskellige motortyper og -fabri-kater.

25 En foretrukket udforelse af opfindelsen vises i fig.

4. Her er en ventil 23 anbragt ved roret 9 f0r udlobet 11. til denne ventil er tilsluttet en reguleringsind-retning 24, ved manovreringen af hvilken ventilens 23 droslingsgrad og dermed storrelsen af gasudslippet 30 gennem udlobet 11 kan réguler es. Pâ denne mâde kan den efterkoblede mâleindretning anvendes til at mâle tætheden af stempeltætningerne i motorer af onsket storrelse og type. Derved er gaslækagen i standardmo-torer forst og fremmest afhængig af cylindrens star- 7

DK 157146 B

1 relse, antal cylindre og motorens type (benzin- eller dieselmotor). Er gaslækagen ogsâ i en helt intakt motor stor, som f0lge af disse faktorer, sa âbnes ventilen 23 relativt meget, sâ at trykket i gassen, 5 som ankommer til mâleindretningen 8, ligger inden for mâleindretningens mâleomrâde. I det ekstremt modsatte tilfælde med lille gaslækage drosles ventilen 23 meget kraftigt.

10 Mâleindretningen 8, ventilen 23 og reguleringsindret-ningen 24 er fortrinsvis anbragt i et og samme æske-formede organ 26. Dette æskeorgan 26 er af hândstor-relse, og kan tilsluttes via mündstykket 10 fortrinsvis til den ende af roret 16, som er tilsluttet til 15 motorens luftindtagsindretning 17. For tæthedsmâlingen indstilles reguleringsindretningen i henhold til en fortrinsvis pâ æskeorganets 26 forside anbragt tabel, sâ at ventilens 23 droslingsgrad (âbning) tilpasses til motorens storrelse og/eller type, med 2 0 henblik pâ at opnâ mâleværdier, hvis absolutte stor- relse er et direkte mâl for motorens tæthed, og er direkte sammenlignelige mellem motorer af forskellig storrelse og/eller type. F.eks. skulle en mâleværdi pâ 40 enheder ved en 1500 cm^ benzinmotor angive, 25 at denne motor er i bedre stand end en 8000 cm·^ dieselmotor med en mâleværdi pâ 50 enheder. Pâ denne mâde kan almengyldige grænser opstilles for, hvilke mâleværdier der er acceptable uanset motorstorrelse og -type, og for hvornâr en motor skal repareres 30 eller udskiftes. Dette universalinstrument til afgi-velse af et udsagn om lækagen af gasser forbi stemplet 2 ind i krumtaphuset 3, og dermed ogsâ om motorens slitage, er sâledes meget enkel at hândtere, og risi-koen for éventuelle fejl ved hândteringen bliver 8

DK 157146 B

1 derved minimal.

Om det ©nskes kan signalerne ledes gennem ledningen 25 via indretningen 13 til fremvisningsenheden 14 5 med henblik pâ, pâ en egnet mâde at registrere og forevise mâleværdierne.

Med henblik pâ at gore indstillingen af regulerings-indretningen 24 nojagtigere, skulle der kunne tages 10 hensyn til andre motorkarakteristika, f.eks. motorens kompressionsforhold, stempeldiameter, stemplets slag-længde o.s.v. Men disse andre karakteristika har vist at pâvirke mâleresultaterne relativt lidt, sâ længe det drejer sig om standardmotorer.

15

Ved en udf0relse for bestemmelse af lækagen forbi stempeltætningerne i en enkelt cylinder i en flercy-lindret motor omfatter indretningen ifolge opfindelsen en indretning 21 til affoling af, hvornâr der râder 20 hojtrykstilstand i de respektive cylindre. Den tidli-gere nævnte indretning 13 kan da være udformet til pâ grundlag af informationer fra folerindretningen 21 og trykmâleren 8 at samordne mâleværdier vedroren-de lækagen med den respektive cylinder, for hvilken 25 mâleværdierne gælder.

<·

Folerindretningen 21 kan derved, som det antydes skematisk i fig. 1, være forsynet med et organ 22 til affoling af, hvornâr de til cylindrene horende 30 tændror sættes under tændspænding. Et folerorgan er derved som regel samordnet med hvert tændror eller tændkabel. Indretningen 13 kan derved via indikerings-indretningen 14 angive, som det antydes med tallene 3, 4, 2 og 1, for hvilken cylinder den pâgældende 9

DK 157146 B

1 tryktop gælder. Givetvis ligger det indenfor den almindelige mâleteknikkers kundskabsomrâde med i og for sig kendt informationsbehandlingsudrustning at præsentere de fremkomne tryk- og dermed lækagein-5 formationer pâ en anden mâde end det vises i fig.

2, f.eks. kan en ren nummerisk præsentation tænkes.

Det foretrækkes at en skriver ogsâ fremstiller en udskrift af mâleinformationen.

10 Ved en brændstofindsprojtningsmotor f.eks. en diesel-motor kan folerindretningen 21 som et alternativ være samordnet med brændstofindsprojtningspumpen for at affole, hvornâr der indsprojtes brændstof i de respektive cylindre. Derved kan man ogsâ ved 15 en sâdan motor samordne opmâlt trykværdi med den tilhorende cylinder.

Som et yderligere alternativ skulle folerindretningen kunne være udformet til affoling af, hvornâr brænd-20 stofblandingen i de respektive cylindre eksploderer. Polerindretningen ville da skulle omfatte et stodaf-folende organ for hver cylinder, hvorved det nævnte stodaffolerorgan skulle kunne anbringes udvendigt pâ motorblokken ved de forskelligé cylindre. Sâdanne 25 affolingsorganer er i og for sig kendte.

Ved anvendelse af indretningen ifolge opfindelssen tilslutter man, pâ den mâde som ér omtalt ovenfor, roret 9 og mundstykket 10 og eventuelt ogsâ indretnin-30 gen 21 om en sâdan findes. Motoren kan nu startes, og under normal drift kan trykmâleren 8 registrere trykværdier som mâl pâ gasindlægningen ind i krumtap-huset. Normalt foretrækkes at udfore mâlingen ved tomgangsomdrejningstal uden belastning. Det har vist 10

DK 157146 B

1 sig, at det ved tomgang ikke er kritisk om omdrej-ningstallet varierer selv relativt kraftigt. Trykangi-velserne fra mâleren 8 kan kalibreres, f.eks. ved at g0re droslingen 11 indstillelig eller ved indstil-5 ling af indretningen 13.

Indretningen kan givetvis modificeres pâ forskellige mâder indenfor opf indertankens ranimer. Ovenfor er beskrevet, hvorledes man, som kriterium for gaslækagen 10 ind i krumtaphuset, udnytter trykværdier. En alterna-tiv mulighed ville være at udforme mâleindretningen 8, sâ den kunne mâle volumenet af den gas, som via roret 9 str0mmer ud af krumtaphuset under motorens drift. Gasvo lumen pr. tidsenhed er da et lige sâ 15 relevant mâl pâ gaslækagen, som de ovenfor omtalte trykværdier, idet det dog fra et praktisk synspunkt turde være at foretrække at arbejde med en mâleindret-ning af trykregistrerende type.

20 25 30

Claims (10)

1. Fremgangsmâde til tæthedsmâling af en motor af den slags, som har i det mindste en cylinder, et 5 deri bevægeligt stempel, samt et krumtaphus med en krumtapmekanisme, som drives af stemplet, kende-t e g n e t ved, at man under drift af motoren mâler lækagen af gassen forbi stemplet og ind i krumtaphuset ved at tilslutte en mâleindretning, sa den kommunike-10 rer med krumtaphusets indre.

1 PATENT K RAV

2. Fremgangsmâde ifpige krav 1, kendeteg-n e t vedf at mâleindretningens mâleomrâde indstilles ved regulering af droslingsgraden i en ventil, som 15 regulerer gasudlobet til atmosfæren, inden lækagegas-serne ankommer til mâleindretningen, pâ en sâdan mâde, at ventilens droslingsgrad bliver tilpasset til motorens storrelse og/eller type med henblik pâ at opnâ mâleværdier, hvis absolutte storrelse 20 er et direkte mâl pâ motorens tæthed og direkte sam-menlignelige mellem motorer af forskellig stprrelse og/eller type.

3. Indretning til tæthedsmâling af en motor af den 25 slags, som har i det mindste en cylinder (1), et deri bevægeligt stempel (2), samt et krumtaphus ((3) med krumtapmekanisme (4, 5), som drives af stemplet, omfattende en mâleindretning (8), som kan tilslutibes motoren, kendetegnet ved, at mâleindret-30 ningen (8) kan tilsluttes til koramunikation med kraœm-taphusets indre til og for muliggorelse af mâling af lækage af gasser forbi stemplet og ind i krumtapltau- set. i DK 157146 B

4. Indretning ifpige krav 3, kendetegnet ved, at mâleindretningen (8) omfatter en trykmâler.

5. Indretning ifolge krav 3, kendetegnet 5 ved, at udlpbet (11) for gas til atmosfæren er anbragt mellem krumtaphuset (3 ) og mâleindretningen (8), at en ventil (23) er anbragt til at muliggpre regule-ring af storrelsen af det nævnte udlpb (11) ved hjælp af en reguleringsindretning (24), som kan tilsluttes 10 til ventilen, hvorved ventilen kan reguleres afhængig af motorens storrelse og/eller type, med henblik pâ at opnâ mâleværdier, hvis absolutte stprrelse er et direkte mal pâ motorens tæthed og er direkte sammenlignelig mellem motorer af forskellige stprrelse 15 og/eller type.

6. Indretning if0lge krav 3, kendetegnet ved, at den for tæthedsmâling af en flercylindret motor omfatter en indretning (21) til aff0ling af, 20 hvornâr der râder h0jtrykstilstand i de respektive cylindre, samt en indretning (13) til pâ grundlag af informationer fra affplerindretningen og mâleindretningen ( 8) at samordne mâleværdier angâende læka-gen med den respektive cylinder for hvilken mâlevær-25 dierne gælder.

7. Indretning ifpige krav 6, kendetegnet ved, at affplerindretningen (21) er indrettet til affpling af,, hvornâr de med cylindrene samordnede 30 tændrpr sættes under spænding.

8. Indretning ifolge krav 6, kendetegnet ved, at affolerindretningen (21) er udformet til affpling af, hvornâr der indsprojtes brændstof i DK 157146 B 1 de respektive cylindre.

9. Indretning if0lge krav 6, kendetegnet ved, at affelerindretningen (21) er udformet til 5 aff0ling af, hvornâr brændstofblandingen i de respektive cylindre eksploderer.

10 15 20 25 30