JP2005525537A - 出力を確定する方法、測定装置及び供試体のための出力用試験台 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、供試体（２６）の被駆動シャフトの回転速度の時間分布を検出するための測定装置によって、供試体（２６）、特に内燃機関の出力を確定するための方法に関する。本発明は、測定装置及び本発明に係わる方法を実行するための出力用試験台に関する。
【解決手段】所定の時点での出力を確定するために、回転速度の時間分布のみを測定し、供試体（２６）を、強制冷却の必要性が存しない時間内で、試験する。

Description

本発明は、試験台を用いて、供試体、例えば内燃機関の出力を確定するための方法に関する。更に、本発明は、少なくとも１つの測定値受信手段と、この少なくとも１つの測定値受信手段と協働する評価装置とを有し、供試体の出力を確定するための測定装置に関し、測定装置と、供試体が試験位置に取り付けられることができる架と、結合・測定装置によって供試体に接続されている、供試体用の始動装置と、出力測定実験を制御するためのデータ処理装置とを具備する、供試体のための出力用試験台に関する。

供試体において出力を確定するための、従来の周知の方法は、試験の面倒な準備を要する。この準備の際に、供試体は試験装置に接続され、通常は、実際の負荷条件下で、供試体の出力が確定される。

実際の負荷条件は、ここでは、負荷をシミュレートするブレーキングモータ又はブレーキによってしばしば実現される。ブレーキングモータ又はブレーキは、通常、供試体の被駆動シャフトに作用し、更に、供試体の出力を試験することができるためには、供試体とほぼ同じ出力量又は可能出力を有さねばならない。ここでは、特に、電動機はブレーキングモータとして構成されており、ブレーキングモータの電力消費は出力の確定のために用いられる。このようなブレーキ装置としては、電動機の他に、過流ブレーキも知られている。

例えば自動車両の内燃機関を試験しようとするとき、このためには、まずかなりのセットアップ時間が必要である。この目的は、内燃機関を供試体として試験準備させるため、すなわち、例えば、制御線、燃料供給手段及び冷却水供給手段のような媒体供給装置を、供試体に接続させるためである。この後、負荷試験自体のための比較的長い時間が費やされる。この時間は、自動車両用エンジンに関して、必要な出力値を得るためには、典型的に約２０乃至３０分続く。このことはかなりの消費である。

出力を発生させる原則的にすべての内燃機関、例えば、自動車両の内燃往復動機関又はタービンは、供試体として可能である。ここで、少なくとも２０ｋＷの原動力を有する機械を、供試体と呼ぶことにする。

この従来の技術を前提として、本発明の課題は、試験時間を短縮し、更に、測定の労力を減じる、出力を試験するための方法並びに測定装置及び試験台を記述することである。

この課題は、請求項１の特徴を有する、供試体の出力を確定するための方法により解決される。これに従って、供試体の出力を確定する、本発明に係わる方法は、供試体の被駆動シャフトの回転速度の時間分布を検出するための測定装置を必要とする。所定の時点における出力を確定するためには、回転速度の時間分布のみが測定され、供試体は、強制冷却の必要性が存しない時間内で、試験される。すなわち、作動中に発生する損失熱は、主として、供試体によって、供試体の熱容量に基づいて吸収され、部分的に、放射熱及び対流熱によって再度環境に放出される。

供試体の出力を確定するための、本発明に係わる方法の、その極めて重要な利点は、回転速度のみが測定変数として時間に関連して測定され、このことにより、計測化の及び測定の労力は、従来知られた方法に比較して、著しく減少されていることにある。

他方では、試験が行なわれる時間が短いことは好都合である。つまり、出力試験は、以下のほどに、すなわち、燃焼により発生する熱損失が、主として、供試体によって吸収されるが、その際、許容されないほどに過熱することはなく、つまり、出力試験の際に、供試体を過度に摩耗し又は損傷する作動状態が達せられないほど短い時間でなされる。主に、供試体の熱容量は、余熱を吸収するために用いられる。この後、出力測定の時間の間に、強制冷却のための装置を供試体に接続することは最早不要である。結局、本発明によれば、自動車両の典型的な往復動内燃機関の試験時間を約１分短縮することができる。

本発明に係わる方法の好都合な実施の形態では、所定の時間における供試体の出力は式Ｐ（ｔ）＝Ｉ［ｋｇｍ^２］^＊１００^＊ａ（ｔ）＋Ｍ_ｒｅｉｂω（ｔ）によって計算される。但し、Ｐ（ｔ）は所定の時点（ｔ）での出力Ｐであり、Ｉは供試体によって動かされる又は加速される回転体全体の慣性モーメントであり、ａ（ｔ）は所定の時点（ｔ）での角加速度であり、Ｍ_ｒｅｉｂは供試体によって動かされる回転体全体の、回転運動又は回転加速に反対に作用する摩擦モーメントであり、ω（ｔ）は所定の時点（ｔ）での角速度である。

この式からは、出力が回転速度及び時間にのみ依存しており、従って、好都合にも簡単であり、回転速度自体が時間依存の変数であることが、が認められる。回転速度時間分布の測定によって、任意の出力点に関して角速度すなわち回転速度の時間導関数又は角加速度すなわち角速度の時間導関数を定めることも容易に可能である。回転速度の時間分布を正確に測定すればするほど、角速度及び角加速度の計算は一層良好に行なうことができる。

本発明に係わる方法を好都合にも簡単に形成する仮定を行なうことができるのは、摩擦モーメント及び慣性モーメントを一定と仮定することによってである。これらの変数は定数として式に挿入され、この仮定は、既に、出力の確定の中の十分な良好な結果をもたらす。

これの他に、出力の確定の結果が改善されるのは、慣性モーメントを一定と仮定するが、摩擦モーメントを、供試体のタイプに特有に予め確定されておりかつ回転速度に従う摩擦モーメント曲線に応じて、式に挿入するときである。これに従って、摩擦モーメントも回転速度に依存している。このような依存性を、例えば、周知の物理学的法則性に従って導き出すことができるか、当該のタイプの供試体に関する測定によって、つまり経験的に確定することができる。確定された摩擦モーメント曲線はこのとき記憶され、出力点の計算のために使用される。

本発明の主題の、本発明に係わる実施の形態では、供試体は、このタイプの出力試験のためにデザインされた試験台で試験される。試験台は試験条件に最適に適合され、かくて、相応に好都合な試験条件を供する。

試験の際の好都合なプロセスでは、供試体を、まず、始動装置によって、事前設定された、供試体に特有な回転速度に達するまで、駆動する。内燃機関の場合、無負荷回転速度は、典型的には、ここでは、この方法段階のために事前設定される、１分間に４００と１４００回転（ｒｐｍ）との間の回転速度である。このとき、機関は特に好都合な始動条件にある。タービンの場合、典型的な、事前設定された回転速度は、内燃機関の場合よりも著しく高く、例えば３０００ｒｐｍ及びそれより高い。

本発明に係わる他の方法段階では、供試体は、事前設定された回転速度に達するとき、自立作動へとスイッチ・オンされる。特に好都合な始動条件が優勢であるべきとき、定められた回転速度は事前設定可能な回転速度である。しかし、原理的には、最小限の回転速度は、供試体がまだ始動することができる、定められた回転速度として、十分である。利点は、定められた回転速度に達するために必要な始動装置を特に小型にデザインすることができることである。

あり得る、本発明に係わる方法段階は、始動装置が、所定の回転速度に達した後に、あるいは、供試体が自立作動で走行するとき、スイッチ・オフにされることを内容とする。すなわち、供試体が出力を放出し、これに従って、被駆動シャフトを既に自動的に駆動するのは、始動装置がスイッチ・オフにされるときである。従って、他の活動的な駆動又はブレーキ制御による出力の確定への影響は回避される。このことは、このタイプの本発明に係わる出力測定の際に、本発明の特別な利点である。これに応じて、特に、始動装置のロータは、既述のように、自立駆動なしに、供試体によって駆動されつつ共に回転する。この場合に、始動装置の回転体の慣性モーメントは、全慣性モーメントの計算の際に、考慮に入れられる。

しかし、始動装置を供試体から分離することもできる。このとき、供試体の慣性モーメント（Drehmasse）は、全慣性モーメントの計算の際に考慮に入れられない。供試体を好都合にも即座に加速するか、供試体の回転速度を加速することができる。

本発明に係わる方法の好ましい実施の形態では、供試体は自立作動で最大限の定格回転速度まで加速することができる。これにより、比較的短い試験時間が達成される。

加速度が回転速度に対する全負荷値の設定の下でなされるとき、試験時間は更に短縮される。試験時間がこのとき最小化されていることは好都合である。

本発明に係わる方法の他の実施の形態は、供試体の任意の数の出力を、設定された回転速度値において確定すること、測定された複数の回転速度の間の複数の出力点を、補間法、特に線形補間法によって繋ぐこと、及びかくて確定された出力曲線を回転速度及び場合によっては測定値に従って記憶することを内容とする。出力測定の目的は、しばしば、出力点、例えば最大限の出力あるいは設定作動点での個別出力の他に、出力曲線を得ることである。何故ならば、例えば、自動車エンジンの出力特性を確定すべきだからである。このことが今既述した方法段階によって達成されるのは好都合である。

本発明に係わる方法の実施の形態は、測定値を評価装置によって受信し、場合によってはグラフで表示し、及び更なるデータ処理のために利用できるようにすることを内容とする。これに従って、評価装置は測定データ及びデータ評価を、記憶された結果データの形で又は既にグラフとして表示する。かくて、最初の視覚的検査によって、供試体の質を認識することができる。同様に、測定されたデータ及び結果データに基づいて、出力試験が上首尾であるか否かの検査を自動化することは可能である。

更に、本発明の課題は請求項２２の特徴によって解決される。これに従って、本発明は、本発明に係わる方法を実行するための、供試体のための、特に内燃機関のための出力用試験台であって、測定装置と、供試体が試験位置で取り付けられることができる架と、少なくとも一時的に供試体に接続可能である、供試体用の始動装置と、出力測定実験を制御するためのデータ処理装置とを有する出力用試験台に関し、供試体を強制冷却するための装置、特に、液体冷却剤を供給するための装置が回避されていることを特徴とする。

かように構成された出力用試験台を用いて、本発明に係わる方法を特に好都合に実現化されることができる。これに従って、出力測定は、強制冷却が回避されている時間内に、実行されることができる。強制冷却は、如何なる種類の冷却剤供給手段、例えば冷却水循環手段又は冷気用ブロアー又は冷気用装置を意味することができる。本発明の主題は他の場合には通常であるこのような装置を全然必要とせず、これは本発明の極めて重要な利点である。これに従って、試験時間は好都合にも短縮されており、更に、測定の労力は、短縮された測定時間によって及び測定される回転速度、又は測定の労力における時間測定によって減少される。

本発明に係わる出力用試験台の好都合な実施の形態では、架としっかり結合されているテーブル装置があって、このテーブル装置の上に始動装置が設けられていることが意図されている。このような配列は整然としており、特に始動装置は容易に出し入れできる。更に、テーブル装置は作業面を形成する。この作業面については特に好都合にも言及される。例えば、特に簡単に測定・結合装置も同様にテーブル装置に取り付けられる。更に、テーブル面は、出力測定の準備のために供試体を整列するための位置合わせとしても用いられる。

始動装置が、供試体を、事前設定された回転速度へ、特に無負荷回転速度へ駆動するためにのみデザインされているとき、本発明に係わる出力用試験台の好ましい実施の形態が得られる。かくて、始動装置の、特に小型の、スペースを取らない実施の形態が達成される。始動装置の機能は、他の場合には通常であるブレーキングモータと異なり、始動装置が供試体を所定の回転速度へ加速することによって既に達成されている。回転速度は、内燃機関の場合、始動回転速度が自立走行への機関の始動を可能にするときに既に、達成されていることができる。しかし、機関が何かの理由から最初の試みの際に直ぐには始動しないという危険性が生じる。従って、始動装置は、この始動装置が供試体を無負荷回転速度まで駆動するように、特にそのようにデザインされていることができる。本発明により、このことは、供試体が規則的に最初の始動の試みの際に既に始動するほどに良好な始動条件を保証する。

出力測定の際の重要な措置は、出力用試験台に供試体をしっかり取り付けることである。このために設けられた少なくとも１つの保持装置の他に、本発明の主題の或る実施の形態では、供試体を架又は持ち上げ装置に対し締め付けることができ、試験操作のために振動による緩みに対し防止することができる押さえ装置が、追加的に架に設けられている。この構成要素が試験台との供試体の結合を改善することは好都合である。供試体の、振動による緩みの危険は、これによって僅かである。更に、供試体によって引き起こされる振動励起及び揺動はより良好に緩和される。

本発明に係わる出力用試験台は、或る特殊な実施の形態では、測定値の評価を行なうデータ処理装置を有する。この実施の形態では、評価手段の機能はデータ処理装置に組み込まれている。すなわち、本発明の主題のこの変更の実施の形態では、評価装置を省略できることは好都合である。

更に、上記課題は請求項３８に記載の特徴を有する測定装置によって解決される。これに従って、本発明は、少なくとも１つの測定値受信手段と、時間測定装置と、少なくとも１つの測定値受信手段及び時間測定装置と協働する評価装置とを有し、供試体、特に内燃機関の出力を測定するための測定装置に関する。少なくとも１つの測定値受信手段を用いて、時間測定装置と共に、供試体の被駆動シャフトの回転速度の時間分布が測定されることができ、所定の時点での供試体の出力は、回転速度の時間分布の評価によってのみ確定されることができる。

測定変数としては、時間及び回転速度のみが必要とされる。かくて、計測化の労力は好都合にも僅かである。更に、比較的簡単な測定構造体は、測定装置を、場合によっては、出力を試験するための現存の複数の装置に増備することができることを保証する。更に、本発明に係わる測定装置を用いて、特に短い時間で、すなわち、供試体が各々の強制冷却なしに操作されることができ、この過程で、何等の損傷を被らない時間内で、出力の測定を容易に行なうことができる
少なくとも１つの測定値受信手段が供試体の被駆動シャフト又は始動装置の駆動シャフトに設けられていることは、特に好都合である。この実施の形態は、特に既存の試験装置のために、本発明に係わる測定装置を用いることができることを目標にしている。少なくとも１つの測定値受信手段を供試体の被駆動シャフトに取着することは、計測化の幾らか大きな労力を必要とする。しかし、出力の試験のために、供試体が出力試験装置にもたらされるのではなく、逆に、出力試験装置が供試体にもたらされるのは、供試体、例えば出力用タービンが比較的大きいか、製造される個数が比較的少ないとき、あるいは、単品生産がなされるとき、特にそのときである、という試験状況がある。このとき、本発明のこの実施の形態を用いることは好都合である。

本発明に係わる測定装置が現存の出力試験装置と協働するべきとき、通常は、既に明細書導入部で説明したように供試体とほぼ同じ出力レベルを有するブレーキングモータがあるだろう。このブレーキングモータを始動装置又はスターティング・モータとして用いることができるのは好都合である。本発明に係わる測定装置との協働におけるこの新しい機能に関して、ブレーキングモータは、本発明によれば余りに高い出力を有する。それにも拘わらず、余りに高い出力の部分のみを、本発明に基づいて、適切な起動によって用いることは、適切である。かくて、ブレーキングモータからは、本発明の主題のいう意味の始動装置が生まれた。

測定装置の本発明に係わる実施の形態では、少なくとも１つの測定値受信手段が設けられている測定・結合装置があることが意図されている。かくて、測定・結合装置を、特に、始動装置と被駆動シャフトの間に挿入することが可能である。測定値受信手段は測定・結合装置に永続的に取着されており、如何なる供試体のための個別計測化が回避されている。この実施の形態は、特に、内燃機関の製造の際に自動車産業において通常なされるアース試験（Massenpruefungen）の際に、適切である。更に、測定・結合装置は、出力の測定のために各々の供試体への結合が自動的になされるように構成されていることができる。同様に、出力の測定後に、分離も自動的になされることができる。かくて、試験時間は好都合にも短縮及び容易化される。

本発明に係わる測定装置の有益な実施の形態は、測定値又は評価の結果、特に、時間に従っての供試体の出力のグラフ表示、回転速度に従う出力又は回転速度増分における出力を表示することができる表示装置があることを内容とする。かくて、既に出力の測定中に又は測定の既に少し後に、測定結果を、モニタ装置によって、あるいは当業者によって視覚的にモニタ又は検査することができる。結果に従って、例えば、再測定が自動的になされることができ、あるいは、供試体の更なる製造工程のための措置が講じられることができる。

測定・結合装置は、評価装置による起動の際に、供試体の被駆動シャフトに結合されるか、この被駆動シャフトから分離されることができる。かくて、評価装置は、被駆動シャフトからの始動装置の分離を省くことができることによって、出力の試験を容易化し、特に試験時間を短縮することができる他の機能を有する。つまり、測定・結合装置がこの過程を引き起こすや否や、始動装置は自動的に着脱される。始動装置のための追加の自動的な結合を省くことができる。

本発明に係わる測定装置の実施の形態では、評価装置は制御装置によって起動されることができる。制御装置は、ここでは、例えば、出力の測定の全シーケンスを制御することを担っており、あるいは、上位の制御装置を形成することができる。評価装置を起動することができることによって、制御装置は評価装置の機能に接近することができる。装置は簡単化されている。更に、測定装置の使用の際に融通性が増大される。

本発明の主題の他の好都合な実施の形態は、従属請求項から読み取ることができる。

以下の実施の形態に基づいて、本発明、本発明の利点及び更なる改善策を示しかつ詳述する。

図１は出力用試験台１０の断面図を示している。出力用試験台のベースとしては架１２が用いられ、この架にはテーブル装置１４が設けられている。

テーブル装置１４には始動装置１６が設けられており、この始動装置には結合・試験装置２０が結合手段１８によって結合されている。この実施の形態では、結合手段１８は剛性をもってデザインされている。それ故に、始動装置１６及び結合・試験装置２０は、結合された状態では、始動装置ユニットを形成する。

結合・試験装置２０は供試体２６に結合可能である。この結合は弱められることなくなされる。かくて、出力、特に出力特性は、試験作動中に、供試体２６から出来る限り直接に結合・試験装置２０へ伝達される。

この実施の形態では、供試体は４シリンダ４サイクル直列機関である。しかしまた、供試体１６としては、出力を発生する如何なる他の内燃機関、例えば、２サイクル機関、ディーゼル機関及びタービンも可能である。

結合・試験装置２０は、この実施の形態では、３６０°につき２５００の増分を有する増分送信機と、信号調節手段と、少なくとも２００ｋＨｚのデータ収集速度を有する測定値収集装置とを具備する。更に、始動・試験装置２０には、すべての信号受信機が取着されている。これらの信号受信機は、シャフト２２を介して始動・試験装置２０に到達しかつ受信されねばならない測定値を検出するために 。評価装置は、図示した実施の形態では、パソコン（ＰＣ）の形のデータ処理装置である。このパソコンは図面に示されておらず、同様に図示されていない信号線を介して、始動・試験装置２０に接続されている。評価装置は、出力用試験台１０、簡単に言えば試験台１０から得られた測定データの評価を受け持つ。

この実施の形態では、直列機関２６は、持ち上げ装置２３を用いて、図示しない搬送装置から持ち上げて出されることができ、試験台の試験位置に運ばれる。搬送装置としては、例えば、今日では通常のドライバなしの個別搬送装置が可能である。しかし、直列機関２６すなわち供試体２６に適切な、どの連続的又は非連続的な搬送装置も容易に使用することができる。本発明に係わる試験台１０は当該の状況に構造的に容易に適合されることができる。

更に、架１２には、２つのねじ装置２４が可動に設けられている。このうちの１しかこの図では見ることができず、これらのねじ装置は搬送装置に取り付けられた直列機関１６を外す。持ち上げ装置２３は直列機関２６を第１の保持装置４２及び第２の保持装置５０の試験位置に運んで、直列機関を試験位置に固定するのは、これらの保持装置を２つの側から水平面で相対移動し、複数の保持装置４２，５０の間にある直列機関２６をかくて締め付けて保持することによってである。保持装置４２，５０のうちの第１の保持装置４２しかこの図には示されていない。しかし、２つの保持装置４２，５０の操作方法は図２に見ることができる。

多重結合装置２８は、詳細には示されていない燃料供給線を、直列機関２６の燃料装置に繋ぎ、かつ電気的な供給線、制御線及び信号線を、直列機関２６の、これらの線に対応する線に接続するために設けられている。多重結合装置２８も３つの空間方向に可動である。その目的は、直列機関２６の、多重結合装置に対応する結合点に接続するためである。

密閉装置３０は、直列機関２６の排ガス装置に、気密の密封状態で接続されることができる。直列機関２６の、作動中に発生する排ガスは、図示しない排ガス線を介して、試験台１０から導き出される。この機能を満たすためには、密閉装置３０は、多重結合装置２８と同様に、３つの空間方向に可動である。

押さえ装置３２が架１２の上方の横部材３４に可動に設けられている。押さえ装置３２は、直列機関２６を、特に試験操作中に、追加的に固定するために、設けられている。この押さえ装置は上から垂直方向に直列機関２６に移動され、事前設定された力が押さえ装置に加えられ、すなわち、押さえ装置は締め付けられる。

以下、図１に示した試験装置に基づいて、本発明に係わるプロセスシーケンスを詳述する。

直列機関２６を、搬送装置を用いて、試験台１０に搬送し、架１２の領域の、取り出しのために設けられた取り出し位置（Entladeposition）に運ぶ。２つの、互いに向かい合ったねじ装置２４を用いて、まず、直列機関２６を、この直列機関を搬送中に取り付けておく手段から外す。持ち上げ装置２３は取り出し位置の下方にあり、今や、実質的に上方に動かされ、この過程で、直列機関２６を搬送装置から試験位置へ持ち上げる。この実施の形態では、搬送装置は試験台１０の取り出し位置に留まっている。しかし乍ら、搬送装置を試験台領域の外側の駐機位置に動かすことも考えられる。

保持装置４２，５０を用いて、直列機関２６を試験位置にしっかり締め付ける。すなわち、保持装置４２，５０は、予め定められた力を水平方向に直列機関２６に加えるのである。更に、持ち上げ装置２３は、直列機関２６が下方に動かされることができることを防止する。

供試体２６すなわち直列機関２６は試験台１０にしっかりと結合されているか、試験台の架１２に対し締め付けられている。押さえ装置３２を、上から直列機関２６の方へ、事前設定された位置に動かし、かくて、直列機関２６を試験台１０又は持ち上げ装置２３に対し締め付ける。かくて、直列機関２６の追加の取付が達成される。次に、これに従って、この直列機関を２点で水平方向に保持し、上方及び下方から他の２点で垂直方向に保持する。

多重結合装置２８は、接続のために設けられたカウンタ結合手段（Gegenkupplung）あるいは、直列機関２６の、多重結合装置に対応する点に接続する。更なる方法段階では、密閉装置３０を、直列機関２６の排ガス装置に接続する。

ここでは、実行されるべき段階の順序は、上記の実施の形態の場合と異なって、必ずしも定められてはいない。任意の数の種々の適切なシーケンスがある。種々の段階を平行に実行することもできる。例えば、密閉装置３０の接続は、この実施の形態では、多重結合装置２８の接続に時間的に平行になされることができる。但し、装置の複数の移動シーケンスが互いに邪魔をしない限りで。

この実施の形態では、試験台１０のシーケンス及び出力試験のシーケンスを、測定・制御装置を用いて、制御及び測定する。この測定・制御装置は図面に示されてはいないが、測定・制御装置に対応する制御・信号ケーブルによって、試験台１０の種々の装置に接続されている。直列機関２６はその試験位置で取り付けられた後、出力の確定のための方法が始まることができる。

この目的のためには、直列機関２６を、まず、結合・試験装置２０によって結合された始動装置を用いて、1分間につき約８５０回転（ｒｐｍ）の無負荷回転速度まで加速する。自動車両用エンジンは、通常約４５０乃至１０００ｒｐｍの無負荷回転速度を有する。

原理的には、今や、出力試験を継続する、本発明に係わる２つの可能性がある。始動装置１６を測定・結合装置２０から自動的に外すか、単にスイッチ・オフにするだけである。始動装置は、結合された物体として、直列機関２６の被駆動シャフトと共に回転する。始動装置１６において取られるプロシージャに拘わりなく、直列機関２６は測定・制御装置によって始動され、自立作動で作動される。

しかし、２つの場合には、始動装置１６が比較的低い出力のために設計されていればよいことは利点である。つまりは、始動装置１６は直列機関２６を無負荷回転速度まで加速するだけでよく、そのとき、活動状態ですなわち例えばブレーキとして、最早、出力の確定に係わっていない。供試体と同じの出力レベルでの、他の場合には通常である駆動が、回避されていることは好都合である。

２つの場合に、出力の確定のための測定過程が始まることができるのは、直列機関２６を、全負荷の事前設定により、その最大限の定格回転速度まで加速することによってである。この過程を４度繰り返す。全実験時間中に、直列機関２６の被駆動シャフトの回転数の時間分布を、測定・制御装置によって検出する。無負荷回転速度から最大限の定回転格速度までの加速は、この実施の形態では、１２秒間続く。繰返しによって、全出力試験は９０秒間続くのみである。これは、直列機関２６が、外からの如何なる冷却なしに、すなわち、例えば冷却水なしに、作動されることができる時間間隔である。

今日では通常の自動車両用エンジン、特にディーゼル機関及びガソリン往復動機関が、３度繰り返して、都合１分間の測定時間内に、非常に良好な出力測定値を既に生じさせることは明らかであった。もっと頻繁な繰返しはこのことに応じて統計的に情報を増加させるが、結局のところ単位時間当たりの試験の数を規定する試験時間を犠牲にすることになる。

比較的短い試験時間の達成は、直列機関２６が、従来の技術では通常であるのとは異なり、出力曲線を得るために、自己出力に対応する負荷、例えば渦流ブレーキによって負荷を受けず、出力の確定を実行するためには、被駆動シャフトに接続された回転体のみが、最大の回転速度まで加速されることによっても、支持される。

回転速度の測定された時間分布を用いて、まず、任意の数の定められた回転速度に関して、例えば、１００ｒｐｍの間隔の、無負荷回転速度と最大の定格回転速度との間の各回転速度に関して、角速度及び角加速度を計算する。回転速度の各点で出力を確定するのは、一定の全慣性モーメントに数字１００及び所定の回転速度での角加速度を乗じた第１の値と、一定の摩擦モーメントに所定の回転速度での角速度を乗じた第２の値の合計を計算することによってである。全慣性モーメントは、測定にかかわる回転要素の及び装置構成要素の個々の慣性モーメント、すなわち、この実施の形態では、直列機関２６の可動シャフトの、測定・結合装置２０の回転部分の、ここでは電動機であって出力試験中には直列機関２６から分離されてはならない始動装置１６の、そのロータを有する可動シャフトの、慣性モーメントの合計から生じる定数である。

計算のベースとして測定値が用いられる。回転速度の時間分布が正確に確定されればされるほど、計算は一層良好になる。記載した実施の形態では、明細書冒頭に既述したように、３６０°につき２５００の増分を有する増分送信機は、測定・結合装置２０に組み込まれている。更に、測定データは、２００ｋＨｚよりも大きなデータ収集速度を有する測定カードによって記録される。測定・制御装置はパソコン（ＰＣ）として構成されている。このパスコンは、測定値収集及び測定値評価、試験準備及び試験後処理の制御及び調整、並びに直列機関２６を接続し及び出力の確定後に解除するための装置の、その移動の調整を担う。このような測定装置を用いて、＋３％又は−２％の不正確のみを有する測定値を測定し、あるいはこうしたエンジン出力を計算した。いずれにせよ、＋／−５％の測定精度への通常の要求に容易に応じることができる。

計算された個々の点から出力曲線を得るためには、補間法がある。十分な数の測定・計算点が置かれているならば、十分な結果曲線に達するためには、通常、線形補間法で十分である。しかし、事前設定された多項式も、補間のためのベースとして用いることができる。

選択的に、回転速度に従う出力、時間に従う出力か、回転速度増分における出力が、評価装置によって、好都合な及び情報量の多い結果として、グラフで表示される。測定結果、計算結果又は中間結果の他の如何なる表示も容易に考えられ、評価装置によって実現可能である。

出力試験の終了後に、直列機関２６をスイッチ・オフし、試験台１０から外す。すなわち、密閉装置３０、多重結合装置２８及び押さえ装置３２を供試体から除く。保持装置２４は出発位置に戻り、かくて、直列機関２６の取付状態を解除する。試験台２６の複数の装置とのすべての結合が解除されるとき、試験台は持ち上げ装置によってまだ支持される。この持ち上げ装置は直列機関を再度試験位置から離して、搬送手段へと戻す。

複数のねじ装置２４によって、直列機関２６は再度搬送装置に取り付けられ、あるいは、搬送装置での直列機関の搬送が保証される。それ故に、次の製造段階がなされる点への更なる搬送がなされることができる。

図２は出力用試験台１０の平面図を示している。ここでは、この図では、既に図１で取り入れられておりおりかつこの図でも示されている構成要素に、同一の参照符号を付した。

特に、この図には、架１２が水平面５２でフレーム状に形成されていることが示されている。複数のねじ装置２４は、フレームの２つの側で、向かい合って設けられている。第３の側では、始動装置１６と、結合手段１８と、測定・結合装置２０とからなる始動装置ユニットがテーブル形装置１４に設けられている。

直列機関２６はその試験位置で示されており、第４の側を介して試験台２４に移動された。種々の装置の、試験台１０でのこのような好ましい配列は、これらの装置が整然として及び出し入れ可能に設けられているという特別な利点を有する。従って、あり得る障害を、しばしば、最初の視覚的検査の際にはもう、認識することができる。更に、試験台１０を製造シーケンスに容易に組み込むことができる。何故ならば、試験台は任意の側から完全に出し入れ可能だからである。

出力用試験台の断面図を示している。 出力用試験台の平面図を示している。

Claims (44)

1. 供試体（２６）の被駆動シャフトの回転速度の時間分布を検出するための測定装置によって、供試体（２６）、特に内燃機関の出力を確定するための方法であって、所定の時点での出力を確定するために、回転速度の時間分布のみを測定し、前記供試体（２６）を、強制冷却の必要性が存しない時間内で、試験する方法。
2. 所定の時点での前記供試体の出力を、式Ｐ（ｔ）＝Ｉ［ｋｇｍ^２］^＊１００^＊ａ（ｔ）＋Ｍ_ｒｅｉｂω（ｔ）に基づいて計算することを特徴とする請求項１に記載の方法であって、但し、Ｐ（ｔ）＝所定の時点（ｔ）での出力Ｐ、Ｉ＝前記供試体によって動かされ又は加速される回転体全体の慣性モーメント、ａ（ｔ）＝所定の時点（ｔ）での角加速度、Ｍ_ｒｅｉｂ＝前記供試体によって動かされる回転体全体の、回転運動又は回転加速度に反対に作用する摩擦モーメント、ω（ｔ）＝所定の時点（ｔ）での角速度。
3. 摩擦モーメント及び慣性モーメントを一定と仮定することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 慣性モーメントを一定と仮定すること、及び摩擦モーメントを、前記供試体のタイプに特有に予め確定されておりかつ回転速度に従う摩擦モーメント曲線に応じて、前記式に挿入することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記供試体（２６）を、この供試体（２６）にとって特有な事前設定された回転速度に達するまで、始動装置（１６）によって駆動することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
6. 及び前記供試体（２６）を、事前設定された回転速度に達する際に、自立作動へ始動させることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
7. 前記始動装置（１６）を、所定の回転速度に達した後に、又は前記供試体が自立作動で走行するとき、スイッチ・オフにすることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
8. 前記始動装置（１６）を前記供試体（２６）から分離することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
9. 前記供試体（２６）を、自立作動での走行中に、最大限の定格回転速度まで加速させることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
10. 前記加速を、回転速度に対する全負荷値の設定の下で行なうことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記供試体（２６）の任意の数の出力値を、設定された回転速度値において確定すること、前記測定された複数の回転速度の間の複数の出力点を、補間法、特に線形補間法によって繋ぐこと、及びかくて確定された出力曲線を前記回転速度及び場合によっては測定値に従って記憶することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
12. 前記供試体（２６）を、このような出力試験のために設けられた試験台（１０）で試験することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
13. 前記供試体（２６）を、出力試験を実行するための点として定められている、前記試験台（１０）での試験位置にもたらすことを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
14. 前記供試体（２６）を、前記試験位置で、前記試験台（１０）にしっかり結合することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
15. 前記始動装置（１６）を、結合装置（１８）によって、前記供試体（２６）の被駆動シャフトに結合することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
16. 前記始動装置（１６）を、測定・結合装置（２０）を介して、前記供試体（２６）の被駆動シャフトに結合することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１に記載の方法。
17. 燃料供給装置（２８）を前記供試体（２６）に接続することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
18. 前記供試体（２６）を起動するための制御線又はデータ線を、前記供試体の制御装置に接続することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
19. 排ガス排出装置（３０）を前記供試体（２６）の排ガス装置に接続すること、及び場合によっては発生する排ガスを、試験中に、前記試験台（１０）の領域から運び出すことを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
20. 前記測定値を評価装置によって受信し、場合によってはグラフで表示し、及び更なるデータ処理のために利用できるようにすることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
21. 制御装置によって試験シーケンスを制御又は調整することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の方法。
22. 供試体（２６）のための、特に内燃機関のための出力用試験台であって、回転速度の時間分布を測定するための測定装置と、前記供試体（２６）が試験位置で取り付けられることができる架（１２）と、少なくとも一時的に前記供試体（２６）に接続可能である、前記供試体（２６）用の始動装置（１６）と、出力測定実験のシーケンスを制御するためのデータ処理装置とを有する出力用試験台において、
    前記供試体を強制冷却するための装置、特に、液体冷却剤を供給するための装置が回避されていることを特徴とする出力用試験台。
23. 結合・試験装置（２０）が、前記始動装置（１６）のシャフトと前記供試体（２６）の被駆動シャフトとの間に設けられていることを特徴とする請求項２２に記載の出力用試験台。
24. 前記架（１２）としっかり結合されているテーブル装置（１４）があって、このテーブル装置の上に前記始動装置（１６）が設けられていることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の出力用試験台。
25. 前記始動装置（１６）は、前記供試体（２６）を、事前設定された回転速度へ、特に無負荷回転速度へ駆動するためにデザインされていることを特徴とする請求項２４に記載の出力用試験台。
26. 前記結合・試験装置（２０）は、前記テーブル装置（１４）に設けられていることを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１に記載の出力用試験台。
27. 前記結合・試験装置（２０）は、前記供試体（２６）の被駆動シャフトに結合されるか、この被駆動シャフトから分離されることができることを特徴とする請求項２２乃至２６のいずれか１に記載の出力用試験台。
28. 燃料供給装置（２８）を推進剤システムに接続することができる燃料結合装置（２８）が、前記架（１２）に設けられていることを特徴とする請求項２２乃至２７のいずれか１に記載の出力用試験台。
29. 前記供試体（２６）の、場合によっては発生する排ガスを導き出すことができる密閉装置（３０）が、前記供試体（２６）の排ガス装置に接続されることができることを特徴とする請求項２２乃至２８のいずれか１に記載の出力用試験台。
30. 出力試験のために設けられている前記供試体（２６）を搬送装置から取り外すことができるか、この搬送装置に取り付けることができる少なくとも１つのねじ装置（２４）が、前記架（１２）に設けられていることを特徴とする請求項２２乃至２９のいずれか１に記載の出力用試験台。
31. 前記供試体（２６）を前記搬送装置上の搬送位置から試験位置へあるいはその逆に移動することができる持ち上げ装置（２３）が、前記架（１２）に設けられていることを特徴とする請求項２２乃至３０のいずれか１に記載の出力用試験台。
32. 前記供試体（２６）を前記架（１２）又は前記持ち上げ装置（２３）に対し締め付けることができ、試験操作のために振動による緩みに対し防止することができる押さえ装置（３２）が、前記架（１２）に設けられていることを特徴とする請求項２２乃至３１のいずれか１に記載の出力用試験台。
33. 前記供試体（２６）を前記試験位置に取り付けることができる少なくとも１つの保持装置（４２，５０）が、前記架（１２）に設けられていることを特徴とする請求項２２乃至３２のいずれか１に記載の出力用試験台。
34. 前記供試体（２６）の接続線又は制御線を前記データ処理装置に接続することができる接続装置があることを特徴とする請求項２２乃至３３のいずれか１に記載の出力用試験台。
35. 前記データ処理装置は前記評価装置に接続されることができることを特徴とする請求項２２乃至３４のいずれか１に記載の出力用試験台。
36. 前記データ処理装置は試験シーケンスを制御及び調整するようにデザインされていることを特徴とする請求項２２乃至３５のいずれか１に記載の出力用試験台。
37. 前記データ処理装置は、種々の構成要素、特に、前記持ち上げ装置（２３）、前記少なくとも１つのねじ装置（２４）、前記接続装置（２８）、前記少なくとも１つの保持装置（４２，５０）、前記密閉装置（３０）及び前記押さえ装置（３２）を起動及び調整するようにデザインされていることを特徴とする請求項２２乃至３６のいずれか１に記載の出力用試験台。
38. 前記データ処理装置は、測定値の評価を行なうようにデザインされていることを特徴とする請求項２２乃至３７のいずれか１に記載の出力用試験台。
39. 少なくとも１つの測定値受信手段と、時間測定装置と、前記少なくとも１つの測定値受信手段及び前記時間測定装置と協働する評価装置とを有し、供試体（２６）、特に内燃機関の出力を測定するための測定装置であって、前記少なくとも１つの測定値受信手段は、前記時間測定装置と共に、前記供試体（２６）の被駆動シャフトの回転速度の時間分布を測定し、所定の時点での前記供試体（２６）の出力は、前記回転速度の時間分布の評価によってのみ確定されることができる。
40. そこに前記少なくとも１つの測定値受信手段は前記供試体（２６）の前記被駆動シャフト又は前記始動装置（１６）の駆動シャフトに設けられていることを特徴とする請求項３９に記載の測定装置。
41. 少なくとも１つの測定値受信手段が設けられている測定・結合装置（２０）があることを特徴とする請求項３９又は４０に記載の測定装置。
42. 測定値又は評価の結果、特に、時間に従っての前記供試体（２６）の出力のグラフ表示、回転速度に従う出力又は回転速度増分における出力を表示することができる表示装置があることを特徴とする請求項３９乃至４１のいずれか１に記載の測定装置。
43. 前記測定・結合装置（２０）は、前記評価装置による起動の際に、前記供試体（２６）の前記被駆動シャフトに結合されるか、この被駆動シャフトから分離されることができることを特徴とする請求項３９乃至４２のいずれか１に記載の測定装置。
44. 前記評価装置は制御装置によって起動されることができることを特徴とする請求項３９乃至４３のいずれか１に記載の測定装置。

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