DE1203016B - Device for determining the point in time at which the pressure maximum occurs or when a combustion flame occurs at a certain point in the cylinder of an internal combustion engine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

GOIlGOIl

Deutsche KI.: 42 k -18/01German KI .: 42k -18/01

Nummer: 1203 016Number: 1203 016

Aktenzeichen: E 21654IX b/42 kFile number: E 21654IX b / 42 k

Anmeldetag: 12. September 1961Filing date: September 12, 1961

Auslegetag: 14. Oktober 1965Opening day: October 14, 1965

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Zeitpunktes des Auftretens des Druckmaximums im Zylinder oder des Eintreffens einer Verbrennungsflamme an einem bestimmten Punkt im Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine, ausgedrückt in Drehwinkelgraden der Kurbelwelle.The invention relates to a device for determining the point in time when the pressure maximum occurs in the cylinder or the arrival of a combustion flame at a certain point in the cylinder of an internal combustion engine, expressed in degrees of rotation of the crankshaft.

Infolge der heutzutage bei Verbrennungskraftmaschinen angewandten hohen Verdichtungsverhältnisse kommt es vor, daß die in den Zylindern des Motors auftretenden Drücke und Temperaturen eine anormale Verbrennung verursachen, die als Oberflächenzündung bezeichnet wird. Diese Oberflächenzündung erzeugt in dem Zylinder des Motors ein hörbares Rattern. Um das durch die Oberflächenzündung verursachte Rattern zu beheben, müssen die Treibstoffe auf ihre Neigung zur Oberflächenzündung untersucht werden. Die arteigenen Verbrennungseigenschaften von Treibstoffen spielen eine wichtige Rolle für die Neigung der Treibstoffe zur Oberflächenzündung. As a result of the high compression ratios used today in internal combustion engines it happens that the pressures and temperatures occurring in the cylinders of the engine have a cause an abnormal burn called surface ignition. This surface ignition generates an audible rattle in the cylinder of the engine. To that by surface ignition To fix the rattle caused, the propellants need to focus on their surface ignition tendency to be examined. The natural combustion properties of fuels play an important role Role in determining the propensity of fuels to surface-ignite.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, die die Bestimmung der Erscheinung der Oberflächenzündung erleichtern soll. Durch Anwendung der Erfindung kann die das Rattern des Motors verursachende anormale Verbrennung bestimmt werden. The purpose of the invention is to create a device that enables the determination of the appearance of the Intended to facilitate surface ignition. By using the invention, the rattle of the engine can be eliminated causing abnormal combustion to be determined.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur selbsttätigen Erfassung des Ausmaßes der durch Ablagerungen verursachten unkontrollierten Verbrennung im Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Bei dieser Vorrichtung befindet sich im Zylinder ein Ionisierungsspalt, der über einen Verstärker und einen Impulsgeber mit einem Zähler verbunden ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Auftreten eines anormalen Verbrennungsvorganges innerhalb eines Winkels von etwa 60° vor dem oberen Totpunkt bis etwa 10° hinter dem oberen Totpunkt registriert wird. Hierdurch wird aber nur eine Unterscheidung zwischen normaler und unkontrollierter Verbrennung ermöglicht, weil der Zähler nur in dem angebenen Winkelabschnitt einer vollen Umdrehung arbeitet. Die Vorrichtung kann daher nur registrieren, wie oft bei einer bestimmten Anzahl von ganzen Umdrehungen eine anormale Verbrennung stattfindet. Sie ist jedoch nicht imstande, im Verlauf einer einzigen Umdrehung den ganauen Zeitpunkt zu messen, zu welchem die Verbrennungsflamme eine bestimmte Stelle des Zylinders in bezug auf die Lageverschiebung des Kolbens erreicht hat.It is already a device for the automatic detection of the extent of deposits caused uncontrolled combustion in the cylinder of an internal combustion engine known. at of this device there is an ionization gap in the cylinder, which has an amplifier and a pulse generator is connected to a counter. The arrangement is made so that the occurrence an abnormal combustion process within an angle of about 60 ° before top dead center until about 10 ° behind the top dead center is registered. This only makes a distinction between normal and uncontrolled combustion allows because the meter is only in that specified angular segment of a full revolution works. The device can therefore only register how often an abnormal combustion occurs with a certain number of full revolutions. However, it is not able to measure the exact point in time in the course of a single revolution, at which the combustion flame a certain point of the cylinder with respect to the positional shift of the piston has reached.

Es ist auch bekannt, bei der Bestimmung von Verbrennungsvorgängen in Kraftmaschinen die Druckkurve im Zylinder auf dem Schirm einer Kathoden-Vorrichtung zur Bestimmung des Zeitpunktes des Auftretens des Druckmaximums oder des
Eintreffens einer Verbrennungsflamme an einem
bestimmten Punkt im Zylinder einer
VerbrennungskraftmaschineIt is also known, when determining combustion processes in engines, the pressure curve in the cylinder on the screen of a cathode device to determine the point in time of the occurrence of the pressure maximum or the
Arrival of a combustion flame at one
certain point in the cylinder of a
Internal combustion engine

Anmelder:Applicant:

Esso Research and Engineering Company,Esso Research and Engineering Company,

Elizabeth, N. J. (V. St. A.)Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. W. Kühl, Patentanwalt,Dr. W. Kühl, patent attorney,

Hamburg 36, Esplanade 36 aHamburg 36, Esplanade 36 a

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

John J. Heigl, Short Hills, N. J.;John J. Heigl, Short Hills, N. J .;

Victor F. Massa, Berkeley Heights, N. J.;Victor F. Massa, Berkeley Heights, N. J .;

James A. Wilson, Lake Lackawanna, N. J.James A. Wilson, Lake Lackawanna, N. J.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 7. Oktober 1960 (61300)V. St. v. America 7 October 1960 (61300)

strahlröhre in Abhängigkeit von der Kolbenstellung bzw. von dem Drehwinkel der Kurbelwelle aufzuzeichnen. Dabei wurden auch bereits Impulsgeber auf der Kurbelwelle verwendet, um Winkelmarken auf den Schirm zu schreiben. Das Druckmaximum kann dabei entweder auf dem Schirm abgelesen oder genauer mit Hilfe des Gegendruckverfahrens bestimmt werden. Ferner ist die Messung der Verbrennungsvorgänge im Zylinder mit Hilfe einer Ionisationsstrecke bekannt. record the jet tube as a function of the piston position or the angle of rotation of the crankshaft. Pulse generators on the crankshaft were also used to generate angle marks to write the screen. The maximum pressure can either be read on the screen or more precisely can be determined with the help of the counter pressure method. It is also known to measure the combustion processes in the cylinder with the aid of an ionization path.

Es war jedoch bisher noch kein Gerät bekannt, mit dessen Hilfe der Zeitpunkt des Auftretens des Druckmaximums oder des Eintreffens der Verbrennungsflamme an einem Punkt im Zylinder innerhalb einer einzigen Umdrehung mittels eines Zählers bestimmt werden kann, der von der Druck- bzw. Flammenanzeigevorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird.However, no device was previously known that could be used to determine the time of occurrence of the Maximum pressure or the arrival of the combustion flame at a point in the cylinder a single revolution can be determined by means of a counter that is determined by the pressure or Flame indicator is put into action.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Bestimmung des Zeitpunktes des Auftretens des Druckmaximums oder des Eintreffens der Verbrennungsflamme an einem bestimmten Punkt im Zylinder einer The device according to the invention for determining the point in time of the occurrence of the pressure maximum or the arrival of the combustion flame at a certain point in the cylinder of a

509 717/177509 717/177

3 43 4

Verbrennungskraftmaschine in bezug auf die Lage- stärker 6 so weit verstärkt, daß er den Impulsformer 9Internal combustion engine with respect to the position stronger 6 amplified so much that it the pulse shaper 9

verschiebung des Kolbens oder die Rotationsverschie- betätigt.displacement of the piston or the rotary displacement actuated.

bung der Kurbelwelle mit einer Vorrichtung zur Er- Das von dem Impulsformer 9 empfangene elektrizeugung eines elektrischen Impulses beim Auftreten sehe Signal ist kein scharfes Signal, sondern ein des Druckmaximums im Zylinder oder beim Ein- 5 Signal, welches an Intensität allmählich bis zu einem treffen der Verbrennungsflamme an dem bestimmten Maximum zunimmt und dann abnimmt, wenn die Punkt und einem von der Maschine betätigen Im- Flamme an der Ionisierungskammer 1 vorbeigeht,
pulsgeber zur Erzeugung einer Serie von elektrischen Es ist daher die Aufgabe des Impulsformers 9, ein Impulsen in Abhängigkeit von der Rotationsstellung erratisches, schlecht definiertes elektrisches Signal von der Kurbelwelle kennzeichnet sich durch eine Zähl- io der Ionisierungskammer 1 aufzunehmen und ein vorrichtung, die durch den von der Druck- oder scharfes, klar definiertes elektrisches Signal durch den Flammenanzeigevorrichtung erzeugten elektrischen Leiter 10 zum Zähler 16 zu übertragen. Der Impuls-Impuls in Tätigkeit gesetzt wird und Impulse von former 9 ist so eingestellt, daß er ein scharfes Signal dem Impulsgeber aufnimmt und registriert, und eine aussendet, wenn das Signal von der Ionisierungskamvon der Maschine betätigte Anordnung, die den 15 mer 1 eine gegebene Amplitude erreicht.
Zähler gegen die weiteren von dem Impulsgeber aus- Der Impulsgenerator 11 erzeugt für jeden Winkelgehenden Impulse unempfänglich macht, sobald die grad der Drehung der Kurbelwelle 23 einen elektri-Maschine einen bestimmten Rotationspunkt er- sehen Impuls. Man kann sich auch anderer geeigneter reicht hat. Maßeinheiten zur Messung des UmdrehungsgradesExercise of the crankshaft with a device for the generation of an electrical pulse received by the pulse shaper 9 when the signal occurs is not a sharp signal, but one of the maximum pressure in the cylinder or the input 5 signal, which increases in intensity until it hits the Combustion flame increases at the certain maximum and then decreases when the point and an im- flame actuated by the machine passes the ionization chamber 1,
Pulse generator to generate a series of electrical It is therefore the task of the pulse shaper 9 to pick up a pulse depending on the rotational position from the pressure or sharp, clearly defined electrical signal generated by the flame display device electrical conductor 10 to the meter 16 to transmit. The pulse pulse is put into action and pulse from shaper 9 is set so that it picks up and registers a sharp signal to the pulse generator, and sends one out when the signal from the ionization came from the machine actuated arrangement giving the 15 mer 1 a given Amplitude reached.
The pulse generator 11 generates for each angular pulse, as soon as the degree of rotation of the crankshaft 23 sees an electrical machine a certain point of rotation pulse. One can get other suitable ranges. Units of measure for measuring the degree of rotation

Bei Verwendung einer Ionisierungskammer (ion 20 bedienen; vorzugsweise verwendet man jedoch zurWhen using an ionization chamber (operate ion 20; however, it is preferable to use for

gap) in einem von Ablagerungen freien Zylinder dient Messung den Kreiswinkel, damit die Zeitmessung desgap) in a cylinder free of deposits is used to measure the circular angle so that the time measurement of the

die Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Bestim- Eintreffens der Flamme an der Ionisierungskammer 1the device according to the invention for determining the arrival of the flame at the ionization chamber 1

mung der Wanderungsgeschwindigkeit der Flamme unmittelbar in bezug auf die Rotationsverschiebungmation of the migration speed of the flame directly in relation to the rotational displacement

bei Anwendung verschiedener Treibstoffe. Mit Benzol der Kurbelwelle 23 in Winkelgraden erfolgen kann,when using different fuels. With benzene the crankshaft 23 can be done in angular degrees,

als Treibstoff wurde z. B. eine um etwa 14 % höhere 25 Der Impulsgenerator 11 wird durch den Motor an-as fuel was z. B. a 14% higher 25. The pulse generator 11 is driven by the motor.

Wanderungsgeschwindigkeit der Flamme festgestellt getrieben und kann unmittelbar auf beliebige geeig-The speed of migration of the flame is determined and can be applied directly to any suitable

als mit Isooctan. Wenn ein Motor Druckmaxima ent- nete Weise mit der Kurbelwelle 23 gekuppelt sein,than with isooctane. If an engine is coupled to the crankshaft 23 in a manner that corresponds to pressure maxima,

wickelt, die den zur Erzeugung eines ratternden Ge- er kann z. B. durch einen Treibriemen mit derwraps, which can produce a rattling Ge he can z. B. by a belt with the

räusches erforderlichen Drücken bedenklich nahe- Kurbelwelle 23 verbunden sein. Es ist jedoch nichtNoise required pressures close to crankshaft 23 be connected. However, it is not

kommen, dann genügt der Unterschied in der 30 erforderlich, daß der Impulsgenerator 11 unmittelbarcome, then suffices the difference in the 30 required that the pulse generator 11 directly

Flammengeschwindigkeit zwischen diesen beiden oder auf dem Wege über einen Treibriemen mit derFlame speed between these two or on the way via a drive belt with the

Treibstoffen, damit bei Verwendung von Benzol ein Kurbelwelle 23 gekuppelt ist. Man kann vielmehrFuels so that a crankshaft 23 is coupled when using benzene. Rather, one can

Rattern auftritt, bei Verwendung von Isooctan jedoch auch jeden beliebigen, sich synchron mit der Kurbel-Chattering occurs, but when using isooctane it can also be any that is synchronous with the crank

nicht. welle 23 periodisch bewegenden Teil verwenden, umnot. wave 23 periodically moving part use to

Die Erfindung eignet sich auch zur Bestimmung 35 den Impulsgenerator 11 anzutreiben,The invention is also suitable for determining 35 to drive the pulse generator 11,

des Zeitpunktes des Auftretens von solchen Druck- Der Zähler 16 zählt die elektrischen Impulse, diethe time of occurrence of such pressure- The counter 16 counts the electrical pulses that

maxima im Zylinder, die ein ratterndes Geräusch im von dem Impulsgenerator 11 durch den Leiter 15maxima in the cylinder, which is a rattling noise in the pulse generator 11 through the conductor 15

Motor verursachen. Die Erfindung kann ferner ange- empfangen werden. Wenn daher der Zähler 16 dasCause motor. The invention can also be received. Therefore, if the counter 16 is the

wandt werden, um die Verbrennungseigenschaften elektrische Signal von dem Impulsformer 9 durch denapplied to the combustion properties of the electrical signal from the pulse shaper 9 through the

von Treibstoffen in einer Verbrennungskraftmaschine 40 Leiter 10 empfängt, beginnt er die elektrischen Im-of fuels in an internal combustion engine 40 receives conductor 10, it begins the electrical im-

zu bestimmen. pulse zu zählen, die von dem Impulsgenerator 11 überto determine. pulse to be counted by the pulse generator 11

Zur weiteren Erläuterung dienen die Zeichnungen, den Leiter 15 empfangen werden. Auf diese WeiseFor further explanation the drawings serve as the conductor 15 will be received. In this way

in denen zwei Ausführungsformen derselben darge- wird das Eintreffen der Flamme an der Ionisierungs-in which two embodiments of the same are shown the arrival of the flame at the ionization

stellt sind. kammer 1 dazu ausgenutzt, den Zähler 16 so zu be-places are. chamber 1 is used to load the counter 16 so

F i g. 1 ist eine schematische Ansicht der erfin- 45 tätigen, daß er die Grade des Drehungswinkels derF i g. 1 is a schematic view of the invention showing the degrees of the angle of rotation of the

dungsgemäßen Vorrichtung, angewandt auf eine Ein- Kurbelwelle 23 zählt.according to the invention, applied to a single crankshaft 23 counts.

zylinder-Verbrennungskraftmaschine; Der aus einem paramagnetischen Werkstoff be-cylinder internal combustion engine; Made of a paramagnetic material

F i g. 2 ist eine schematische Ansicht einer Vorrich- stehende Stift 12 ist an dem Schwungrad 21 oder anF i g. 2 is a schematic view of a device pin 12 is on the flywheel 21 or on

tung gemäß der Erfindung, angewandt auf eine Acht- einem mit diesem synchron rotierenden Körper aufdevice according to the invention, applied to an eight-one with this synchronously rotating body

zylinder-Verbrennungskraftmaschine; 50 geeignete Weise befestigt. Er kann z. B. an dascylinder internal combustion engine; 50 attached in a suitable manner. He can z. B. to that

F i g. 3 zeigt ein Diagramm von Werten, die mit Schwungrad 21 angeschraubt sein,F i g. 3 shows a diagram of values bolted to flywheel 21,

einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer Der magnetische Empfänger 13 besteht aus einema device according to the invention in a The magnetic receiver 13 consists of one

Achtzylinder-Verbrennungskraftmaschine aufgenom- permanent magnetisierten Stab, um den eine Metall-Eight-cylinder internal combustion engine accommodated - permanently magnetized rod around which a metal

men worden sind. drahtspule gewickelt ist. Der magnetische Empfängermen have been. wire coil is wound. The magnetic receiver

In F i g. 1 kann die Ionisierungskammer 1 oder der 55 13 ist an einem ortsfesten Teil des Motors oder anIn Fig. 1, the ionization chamber 1 or the 55 13 is on a stationary part of the motor or on

Druckgeber 2 mit Hilfe des Schalters 7 in den erfin- einem anderen Gegenstand befestigt, der nicht zu-Pressure transmitter 2 with the help of the switch 7 in the inventively attached to another object that is not to-

dungsgemäßen Stromkreis eingeschaltet werden. sammen mit den sich periodisch bewegenden Ma-properly switched on. together with the periodically moving mass

Zunächst wird die erfindungsgemäße Vorrichtung schinenteilen rotiert.First, the device according to the invention is rotated machine parts.

für den Fall beschrieben, daß die Ionisierungskam- Der magnetische Empfänger 13 befindet sich indescribed for the case that the ionization chamber The magnetic receiver 13 is located in

mer 1 in den Stromkreis eingeschaltet ist. 60 ortsfester Stellung in unmittelbarer Nähe des Wegesmer 1 is switched on in the circuit. 60 fixed position in the immediate vicinity of the path

Durch die Stromquelle 24 wird eine Gleichspan- des Stiftes 12, so daß beim Vorbeigang des Stiftes 12A DC voltage of the pin 12 is generated by the current source 24, so that when the pin 12 passes

nung von etwa 100 V an die Ionisierungskammer 1 an dem magnetischen Empfänger 13 ein elektrischerVoltage of about 100 V to the ionization chamber 1 on the magnetic receiver 13 an electrical

angelegt. Die Ionisierungskammer 1 befindet sich in Strom in der Spule des magnetischen Empfängers 13created. The ionization chamber 1 is in current in the coil of the magnetic receiver 13

dem Motorzylinder 22. Wenn die Verbrennungs- induziert und ein Strom durch den Leiter 14 zumthe engine cylinder 22. When the combustion is induced and a current through the conductor 14 to the

flamme die Ionisierungskammer 1 erreicht, leiten die 65 Zähler 16 übertragen wird. Dieser Strom bewirkt, daßflame reaches the ionization chamber 1, direct the 65 counter 16 is transmitted. This current causes

Ionen der Flamme den an die Ionisierungskammer 1 der Zähler 16 auf die von dem Impulsgenerator 11Ions of the flame to the ionization chamber 1 of the counter 16 to those of the pulse generator 11

angelegten Strom. Dann wird ein elektrisches Signal kommenden elektrischen Impulse nicht mehr an-applied electricity. Then an electrical signal is no longer received by incoming electrical impulses.

durch den Leiter 5 übertragen und durch den Ver- spricht.transmitted by the conductor 5 and by the promise.

i 203 016
5 6 i 203 016
5 6

Da die Stellung des magnetischen Empfängers 13 17 auf das Druckwerk 19 erhalten. Das Registrier-Since the position of the magnetic receiver 13 17 on the printing unit 19 is obtained. The registration

und des Stiftes 12 verändert werden kann, läßt sich gerät 20 empfängt die Information von dem Druck-and the pen 12 can be changed, can device 20 receives the information from the printer

der Zeitpunkt, zu welchem der Stift 12 an dem ma- werk 19 durch den Leiter 18.the point in time at which the pin 12 on the masonry 19 through the conductor 18.

gnetischen Empfänger 13 vorbeiläuft, auf jede be- Weiterhin ist zu beachten, daß der Zähler 16 liebige Rotationsstellung der Kurbelwelle 23 ein- 5 jedesmal, wenn er auf die Impulse des Impulsgenestellen. Der Zähler 16 wird auf diese Weise so einge- rators 11 anzusprechen beginnt, sofort zurückgestellt stellt, daß er bei Erreichung eines bestimmten Dre- wird, so daß er wieder von Null zu zählen beginnt. hungswinkels der Kurbelwelle nicht mehr auf die von Die oben beschriebenen Einzelgeräte sind an sich dem Impulsgenerator 11 kommenden elektrischen bekannt und größtenteils im Handel erhältlich.
Impulse anspricht. io F i g. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäßeMagnetic receiver 13 runs past, on each load. Furthermore, it should be noted that the counter 16 any rotational position of the crankshaft 23 every time it responds to the impulses of the impulse generator. In this way, the counter 16 begins to respond to the generator 11, immediately resets it, so that it becomes when a certain speed is reached, so that it begins to count again from zero. The individual devices described above are known per se to the pulse generator 11 and are largely commercially available.
Stimulates. io F i g. 2 schematically shows a device according to the invention

Der Zähler 16 zählt die Drehungswinkelgrade der Vorrichtung, angewandt auf eine Achtzylinder-VerKurbelwelle 23 zwischen dem Eintreffen der Flamme brennungskraftmaschine.The counter 16 counts the degrees of rotation of the device applied to an eight cylinder crankshaft 23 internal combustion engine between the arrival of the flame.

an der Ionisierungskammer 1 und einem zuvor be- Die Ionisierungskammer 1 α bis 1 h und die Druckstimmten Drehungswinkel der Kurbelwelle. Auf diese empfänger la bis 2 h befinden sich in den acht Weise wird das Eintreffen der Flamme an der 15 Zylindern 22 α bis 22 h. The ionization chamber 1 α to 1 h and the pressure-adjusted rotation angle of the crankshaft. This receiver la to 2 h are located in the eight ways, the arrival of the flame on the 15 cylinders 22 α to 22 h.

Ionisierungskammer 1 zu der Umdrehung der Kur- Der einzige Unterschied beim Betrieb der Vorrich-Ionization chamber 1 to the revolution of the course The only difference in the operation of the device

belwelle 23 in zeitliche Beziehung gesetzt. tung in Verbindung mit dem Achtzylindermotor ge-belwelle 23 related to time. in connection with the eight-cylinder engine

Wie bereits erwähnt, beginnt der Zähler 16 beim maß F i g. 2 gegenüber der Anordnung für den EinEintreffen der Flamme an der Ionisierungskammer 1 zylindermotor gemäß F i g. 2 besteht in den Stiften auf die elektrischen Impulse des Impulsgenerators 11 20 12 α bis 12 d. As already mentioned, the counter 16 begins at measure F i g. 2 compared to the arrangement for the arrival of the flame at the ionization chamber 1 cylinder engine according to FIG. 2 consists in the pins on the electrical pulses of the pulse generator 11 20 12 α to 12 d.

anzusprechen. Der in dem magnetischen Empfänger Bei jeder Umdrehung des Schwungrades 21 zünden 13 induzierte Strom bewirkt dann, daß das An- vier von den acht Zylindern. Daher treten das Drucksprechen des Zählers 16 auf diese elektrischen Im- maximum und die Verbrennungsflamme in vier von pulse aufhört. Diese Funktionen können jedoch auch den acht Zylindern während einer Umdrehung des vertauscht werden, d. h., der in dem magnetischen 25 Schwungrades 21 auf.to address. The ignite in the magnetic receiver with each revolution of the flywheel 21 13 induced current then causes the four of the eight cylinders. Hence, the pressure speaking occur of the counter 16 to this electrical im- maximum and the combustion flame in four of pulse stops. However, these functions can also be used by the eight cylinders during one revolution of the be swapped, d. i.e., the one in the magnetic flywheel 21.

Empfänger 13 induzierte Strom kann den Zähler Deshalb sind die Stifte 12 α bis 12 d an dem 16 für die elektrischen Impulse des Impuls- Schwungrad 21 in Winkelabständen von 90° angegenerators 11 empfänglich machen, und das Ein- ordnet. Die Stifte 12 α bis 12 d haben eine solche treffen der Flamme an der Ionisierungskammer 1 Lage, daß in einem der Zylinder 22 a bis 22 h das kann das Ansprechen des Zählers auf diese elektri- 30 Druckmaximum erreicht wird und auch die Verschen Impulse beenden. brennungsflamme an der Ionisierungskammer ein-Receiver 13 induced current can make the meter. Therefore the pins 12 α to 12 d on the 16 are receptive to the electrical impulses of the impulse flywheel 21 at angular intervals of 90 ° generator 11, and this classifies. The pins 12 α to 12 d have such a hit of the flame on the ionization chamber 1 position that in one of the cylinders 22 a to 22 h the response of the counter to this electrical 30 pressure maximum is achieved and also end the Verschen impulses. the combustion flame on the ionization chamber

Vorzugsweise verwendet man jedoch den abgebil- trifft, bevor einer der Stifte 12 α bis 12 d an dem deten und beschriebenen Stromkreis, so daß das magnetischen Empfänger 13 vorbeiläuft. Der magnepositiv wirkende Element, nämlich der magnetische tische Empfänger 13 wird verwendet, um den Zähler Empfänger 13, den Zähler 16 unempfänglich macht, 35 16 gegen die von dem Impulsgenerator 11 ausgehenwährend das unbestimmte (den Meßwert liefernde) den elektrischen Impulse unempfänglich zu machen. Element, nämlich die Ionisierungskammer 1, den Ebenso wird der elektrische Impuls von jeder Zähler 16 für die Impulse empfänglich macht. Wenn Ionisierungskammer la bis 1 h und von jedem Druckder Zähler 16 in dieser Weise betrieben wird, sind die empfänger 2 α bis 2 h mit Hilfe des Impulsformers 9 erhaltenden Werte zuverlässiger. 40 verwendet, um den Zähler 16 auf die von dem Im-Preferably, however, the mapped is used before one of the pins 12 α to 12 d on the separate and described circuit, so that the magnetic receiver 13 passes by. The magnetically positive element, namely the magnetic table receiver 13, is used to make the counter receiver 13, the counter 16 insensitive, 35 16 to which emanate from the pulse generator 11 while the indeterminate (the measured value delivering) the electrical impulses are insensitive. Element, namely the ionization chamber 1, which also makes the electrical impulse from each counter 16 receptive to the impulses. If the ionization chamber 1 a to 1 h and the counter 16 of each pressure is operated in this way, the values obtained by the receivers 2 α to 2 h with the aid of the pulse shaper 9 are more reliable. 40 used to set the counter 16 to the

Wenn der Schalter 7 mit dem Leiter 3 verbunden pulsgenerator 11 kommenden elektrischen Impulse When the switch 7 is connected to the conductor 3 pulse generator 11 coming electrical pulses

ist, ist der Druckgeber 2 in dem Stromkreis einge- ansprechen zu lassen.is, the pressure transmitter 2 is to be allowed to respond in the circuit.

schaltet. Der Druckgeber 2 ist ein Quarzkristall, der, Auf diese Weise wird der Zähler 16 während jeswitches. The pressure transmitter 2 is a quartz crystal, which, in this way, the counter 16 during each

wenn er mit Druck beaufschlagt wird, eine elektri- zwei Umdrehungen des Schwungrades 21 achtmal fürwhen it is pressurized, one electric two revolutions of the flywheel 21 eight times for

sehe Spannung erzeugt. Der Druckgeber 2 ist am Zy- 45 die von dem Impulsgenerator 11 ausgehenden elek-see tension generated. The pressure transmitter 2 is on the Zy- 45 the outgoing from the pulse generator 11 electrical

linder 22 eingebaut, so daß das von ihm ausgehende irischen Impulse empfänglich gemacht und währendlinder 22 built in, so that the Irish impulses emanating from it are made receptive and during

elektrische Signal mit zunehmendem Druck in dem je zwei Umdrehungen des Schwungrades 21 achtmalelectrical signal with increasing pressure in each two revolutions of the flywheel 21 eight times

Zylinder 22 zunimmt. für diese Impulse unempfänglich gemacht.Cylinder 22 increases. made insensitive to these impulses.

Das elektrische Signal von dem Druckgeber 2 ge- Wie bereits ausgeführt, können die von dem malangt durch den Leiter 3 zu dem differenzierenden 50 gnetischen Empfänger 13 ausgehenden elektrischen Verstärker 4. Dieser hat den Zweck, die Ableitung Impulse verwendet werden, um den Zähler 16 für die (den Differentialquotienten) des von dem Druck- von dem Impulsgenerator 11 ausgehenden Impulse geber 2 empfangenen Signals auf den Impulsformer 9 empfänglich zu machen, und das von dem Impulszu übertragen. Durch die Verwendung der Ableitung former 9 ausgehende Signal kann verwendet werden, des von dem Druckempfänger 2 ausgehenden Signals 55 um den Zähler 16 für die von dem Impulsgenerator kann erreicht werden, daß der Impulsformer 9 dem 11 ausgehenden Impulse unempfänglich zu machen. Zähler 16 sein scharfes Signal in dem Augenblick Die oben beschriebene Anordnung wird jedoch bemitteilt, in welchem das Druckmaximum in dem vorzugt.
Zylinder 22 erreicht ist. F i g. 3 zeigt eine mit Hilfe der Vorrichtung gemäßThe electrical signal from the pressure transducer 2 can be As already stated, the electrical amplifier 4 going out from the malangt through the conductor 3 to the differentiating 50 gnetischen receiver 13 to make the (the differential quotient) of the pressure from the pulse generator 11 outgoing pulse generator 2 received signal to the pulse shaper 9, and to transmit that from the pulse. By using the derivative 9 outgoing signal can be used, the outgoing signal 55 from the pressure receiver 2 to the counter 16 for the pulse generator can be achieved that the pulse shaper 9 to make the 11 outgoing pulses unresponsive. Counter 16 its sharp signal at the moment. The arrangement described above, however, is indicated in which the pressure maximum is preferred.
Cylinder 22 is reached. F i g. 3 shows one with the aid of the device according to FIG

Das scharfe elektrische Signal, welches der Im- 60 der Erfindung erzeugte graphische Registrierung der pulsformer 9 dem Zähler 16 mitteilt, bewirkt, daß der bei einem Versuch mit einem Achtzylindermotor er-Zähler 16 auf die von dem Impulsgenerator 11 aus- haltenen Werte. Der Motor hatte ein Verdichtungsgesandten elektrischen Impulse anzusprechen beginnt. verhältnis von 10 :1 und wurde bei Vollbelastung Die Anordnung des übrigen Stromkreises ist praktisch mit 2000 U/Min, mit einem Treibstoff betrieben, der die gleiche wie oben beschrieben. 65 aus Benzol mit einem Bleitetraäthylgehalt von Eine Registrierung der von dem Zähler 16 geliefer- 0,792 ml/1 bestand. Die Kurve ist ein Diagramm der ten Werte wird durch Übertragung der von dem mittleren Ankunftszeit der Flamme an der Ionisie-Zähler 16 kommenden Information durch den Leiter rungskammer, ausgedrückt in DrehungswinkelgradenThe sharp electrical signal produced by the im- 60 of the invention graphical registration of the pulse shaper 9 notifies the counter 16, causes the er counter in an attempt with an eight-cylinder engine 16 to the values that the pulse generator 11 can withstand. The engine had a compression emitter starting to respond to electrical impulses. ratio of 10: 1 and was at full load The arrangement of the rest of the circuit is practically at 2000 rpm, operated with a fuel that the same as described above. 65 from benzene with a tetraethyl lead content of A registration of the 0.792 ml / l delivered by the counter 16. The curve is a graph of the th values is obtained by transferring the mean arrival time of the flame to the ionization counter 16 information coming through the conductor chamber, expressed in degrees of rotation

der Kurbelwelle (CA°) oder Kolbenverschiebung gegen den mit Null bezeichneten oberen Totpunkt, aufgetragen gegen die Zeit vom Beginn des Versuches in Sekunden. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß der Motor während der ersten 10 Sekunden des Versuches normal lief, wobei die Flamme die Ionisierungskammer etwa 20° hinter dem oberen Totpunkt erreichte. Während dieser Zeit tritt kein übermäßiges Geräusch auf, und es bilden sich kühle Ablagerungen in dem Zylinder, die sich erhitzen. Nach etwa 10 Sekunden langem Lauf rückt der Zeitpunkt des Eintreffens der Flamme an der Ionisierungskammer auf etwa 10° hinter dem oberen Totpunkt vor, wobei der Motor anormal mit ratterndem Geräusch läuft, und bei diesem besonderen Versuch trat nach etwa 14 Sekunden eine sehr plötzliche und kurze Zeitspanne ein, in der die Flamme die Ionisierungskammer bei etwa 40° vor dem oberen Totpunkt erreichte. Es wird angenommen, daß diese Erscheinung auf eine frühe Oberflächenzündung zurückzuführen ist, die erstens durch die innerhalb der ersten 10 Sekunden gebildeten erhitzten Ablagerungen und ferner durch die sich infolge der hohen Belastung ansammelnden heißen Ablagerungen verursacht wurde.of the crankshaft (CA °) or piston displacement towards the top dead center marked with zero, plotted against the time from the beginning of the experiment in seconds. From the diagram it can be seen that the engine ran normally for the first 10 seconds of the experiment with the flame entering the ionization chamber reached about 20 ° behind top dead center. No excessive occurs during this time Make a noise and cool deposits build up in the cylinder and heat up. After about With a 10 second run, the time of arrival of the flame at the ionization chamber advances to about 10 ° behind the top dead center, whereby the engine runs abnormally with a rattling noise, and in this particular attempt a very sudden and brief period of time occurred after about 14 seconds in which the flame reached the ionization chamber at about 40 ° before top dead center. It is believed that this phenomenon is due to early surface ignition, which firstly by the heated deposits formed within the first 10 seconds and furthermore by caused by the accumulation of hot deposits due to the high load.

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur Bestimmung des Zeitpunktes des Auftretens des Druckmaximums oder des Eintreffens der Verbrennungsflamme an einem bestimmten Punkt im Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine in bezug auf die Lageverschiebung des Kolbens oder die Rotationsverschiebung der Kurbelwelle mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Impulses beim Auftreten des Druckmaximums im Zylinder oder beim Eintreffen der Verbrennungsflamme an dem bestimmten Punkt und einem von der Maschine betätigten Impulsgeber zur Erzeugung einer Serie von elektrischen Impulsen in Abhängigkeit von der Rotationsstellung der Kurbelwelle, gekennzeichnet durch eine Zählvorrichtung(16), die durch den von der Druck- oder Flammenanzeigevorrichtung (2, 24) erzeugten elektrischen Impuls in Tätigkeit gesetzt wird und Impulse von dem Impulsgeber (11) aufnimmt und registriert, und eine von der Maschine betätigte Anordnung (12, 13), die den Zähler (16) gegen die weiteren von dem Impulsgeber (11) ausgehenden Impulse unempfänglich macht, sobald die Maschine einen bestimmten Rotationspunkt erreicht hat.1. Device for determining the time of occurrence of the pressure maximum or the Arrival of the combustion flame at a certain point in the cylinder of an internal combustion engine in relation to the displacement of the piston or the rotational displacement of the crankshaft with a device to generate an electrical pulse when the pressure maximum occurs in the cylinder or when the combustion flame arrives at the specific point and one from the machine activated pulse generator to generate a series of electrical pulses as a function of the rotational position of the crankshaft, characterized by a counting device (16), the electrical generated by the pressure or flame display device (2, 24) The impulse is activated and it receives and registers impulses from the impulse generator (11), and a machine-operated arrangement (12, 13) which sets the counter (16) against the other from the pulse generator (11) makes impulses unresponsive as soon as the machine has one has reached a certain point of rotation. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Bestimmung des Eintreffens der Verbrennungsflamme an einem vorbestimmten Punkt, gekennzeichnet durch eine an dem bestimmten Punkt angebrachte Ionisierungskammer (1) und eine mit einem Pol der Ionisierungskammer (1) verbundene elektrische Gleichstromquelle (24) und einen mit dem anderen Pol der Ionisierungskammer (1) verbundenen Verstärker (6).2. Apparatus according to claim 1 for determining the arrival of the combustion flame a predetermined point indicated by an attached to the particular point Ionization chamber (1) and an electrical one connected to one pole of the ionization chamber (1) Direct current source (24) and one connected to the other pole of the ionization chamber (1) Amplifier (6). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Bestimmung des Druckmaximums, gekennzeichnet durch einen Druckgeber (2), z. B. einen Quarzkristall, und einen nachfolgenden Differenzierverstärker (4).3. Apparatus according to claim 1 for determining the pressure maximum, characterized by a pressure transducer (2), e.g. B. a quartz crystal, and a subsequent differential amplifier (4). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Druckgeber (2) oder der Ionisierungskammer (1) ausgehenden Signale nach der Verstärkung durch einen Impulsformer (9) geleitet werden, bevor sie zum Zähler (16) gelangen.4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the pressure transmitter (2) or signals emanating from the ionization chamber (1) after amplification by a pulse shaper (9) before they get to the counter (16). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung, die den Zähler (16) gegen die von dem Impulsgeber (11) ausgehenden Impulse unempfänglich macht, aus einem an einem sich synchron mit der Kurbelwelle (23) periodisch bewegenden Organ (21) der Maschine befestigten paramagnetischen Anker (12) und einem magnetischen Empfänger (13) besteht, wobei sich dieser in einer solchen Lage befindet, daß in ihm durch Zusammenwirken mit dem Anker (12) bei einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle (23) ein elektrischer Strom induziert wird.5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the arrangement which the Counter (16) against the impulses emitted by the pulse generator (11) makes unresponsive one on an organ (21) which moves periodically in synchronism with the crankshaft (23) Machine attached paramagnetic armature (12) and a magnetic receiver (13) exists, which is in such a position that in it by interacting with the armature (12) at a certain angular position of the crankshaft (23) an electric current is induced. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (16) ein Druckwerk (19) betätigt und dieses seinerseits ein graphisches Registriergerät (20) betätigt.6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the counter (16) is a printing unit (19) actuated and this in turn actuates a graphic recorder (20). In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Zeitschriften: »SAE-Journal«, Oktober 1954,
S. 17 ff.; Oktober 1959, S. 56/57;Magazines: "SAE Journal", October 1954,
P. 17 ff .; October 1959, pp. 56/57; »Elektronik«, Nr. 5/1955, S. 123 bis 125;
Nr. 4/1956, S. 94 bis 99;"Electronics", No. 5/1955, pp. 123 to 125;
No. 4/1956, pp. 94 to 99; »Industrie-Elektronik«, Nr. 4/1957, S. 3 bis 9;"Industrial Electronics", No. 4/1957, pp. 3 to 9; »Forschung auf dem Gebiet des Ingenieurwesens«, Nr. 1/1939, S. 15 bis 27."Research in the field of engineering", No. 1/1939, pp. 15 to 27. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 509 717/177 10.65 © Bundesdruckerei Berlin509 717/177 10.65 © Bundesdruckerei Berlin