DE1539185C - Elektronische Messvorrichtung fur Kraftfahrzeuge zum wahlweisen Bestimmen der Zündverteilung der Brennkraftmaschi ne und der Unwucht der Rader - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Meßvorrichtung für Kraftfahrzeuge zum wahlweisen Bestimmen der Zündverstellung der Brennkraftmaschine und der Unwucht der Räder mit je einer Sonde zum Aufnehmen der Zündimpulse und der durch die Unwucht erzeugten mechanischen Impulse, einer Stroboskoplampe und einem für beide Meßvorgänge gemeinsamen Meßinstrument.

Es sind derzeit Vorrichtungen bekannt, durch die lediglich die Zündeinstellung eines Kraftfahrzeuges überprüft werden kann. Diese bestehen hauptsächlich aus einer Sonde zur Aufnahme und Übertragung der Zühdimpulse, einem Verstärker gegebenenfalls mit wahlweise zuschaltbarer Verzögerungsstufe, einem Zeigerinstrument zur Messung der Zündverteilung und einer durch einen elektronischen Unterbrecher gesteuerten Stroboskoplampe. Mit diesen Vorrichtungen werden durch das synchron mit der Motordrehzahl erfolgende Aufleuchten der Stroboskoplampe die die Zündverstellung betreffenden Markierungen sichtbar gemacht und durch das Meßinstrument die Grade der Phasenverschiebung der Zündung abgelesen.

Andererseits sind auch Vorrichtungen bekannt, die lediglich zum Bestimmen der Unwucht und deren Lage bei umlaufenden Körpern dienen. Diese bestehen hauptsächlich ebenfalls aus einer Sonde zur Abnähme der von den sich drehenden Rädern erzeugten mechanischen Schwingungen, einem Meßinstrument zur Messung der Größe der Unwucht, einem Verstärker, einem Stromunterbrecher sowie einer Stroboskoplampe durch die die Lage der Unwucht und deshalb

ίο auch die Stelle, auf welche die Ausgleichmassen angebracht werden müssen, bestimmt wird. Diese Vorrichtungen besitzen gegebenenfalls eigene Antriebsquellen, durch die die zu überprüfenden Räder in Drehung versetzt werden können, wobei Laufrollen vorgesehen sind, die mit den Reifen des anzutreibenden Rades in Berührung gebracht werden.

Die Anwendungseigenschaften dieser Vorrichtungen sind jedoch durch die Tatsache, daß für jeden der genannten Meßvorgänge getrennte Einrichtungen verwendet werden müssen, sehr beschränkt und die Durchführung beider Messungen benötigt viel Zeit und wird durch die Notwendigkeit zweier Einrichtungen kostspieliger gemacht. .' Es ist zwar ein Gerät für die Messung von ver- *-"

schiedenen Größen, unter anderem auch für die '* Überprüfung der Zündverstellung und der Unwucht von Rädern bekannt, das im wesentlichen aus einem Elektronenstrahloszillograph besteht, welchem über

, eine Sonde elektrische Impulse zugeführt werden, die auf einem Bildschirm in ihrem zeitlichen Verlauf ersichtlich sind. Die Impulse werden einerseits durch Induktion von den Zündimpulsen der Brennkraftmaschine aufgenommen und andererseits aus den entsprechend umgewandelten mechanischen Schwingungen der nicht ausgewuchteten Räder gebildet. Bei einer solchen Einrichtung kann jedoch der als Anzeigeinstrument verwendete Oszillograph keine genauen Meßwerte geben, da diese direkt am Bildschirm abgelesen werden müssen, und es ist auch nicht möglich, bei Messungen der Unwucht von Rädern, die Lokalisierung der Unwuchtstelle zu bestimmen, da der Oszillograph nur ihre ungefähre Größe anzeigt. Ferner ist es bei dieser Einrichtung nur möglich, den Schließwinkel des Unterbrecherkontaktes zu messen bzw. darzustellen und nicht, auch den Zündverstellwinkel zu ermitteln.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische Meßvorrichtung zu schaffen, die allein sowohl zum Bestimmen der Zündverstellung der Brennkraftmaschine als auch der Unwucht der Räder bei Kraftfahrzeugen geeignet ist und nicht nur die Wertgröße der Zündverstellung und der Unwucht, sondern auch die Lage der Unwucht einfach und in rascher Weise angibt und ferner mit einer Materialeinsparung, mit im wesentlichen geringen Abmessungen und mit niedrigen Gesamtgestehungskosen hergestellt werden kann.

Ein Vorteil liegt hierbei in der Schaffung einer Meßvorrichtung mit gesonderten Stromkreisen, durch die es möglich ist, ein einziges, zur Messung zweier wesensverschiedener Größen geeignetes Meßinstrument bei der Meßvorrichtung zu verwenden.

Diese Aufgabe wird bei einer elektronischen Meßvorrichtung für Kraftfahrzeuge der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Umschalter für beide Meßvorgänge, ein Verstärker mit einer einstellbaren Verzögerungsstufe für das Bestimmen der Zündverstellung, ein Verstärker für das

Bestimmen der Unwucht und für beide Meßvorgänge gemeinsam neben dem als Zeigermeßinstrument mit doppelter Skala ausgebildeten Meßinstrument eine Stroboskoplampe mit einem elektronischen Unterbrecher vorgesehen sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung.sind der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der elektronischen Meßvdfrrichtung zu entnehmen, die beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt ist; in diesen stellt dar:

F i g. 1 ein Blockschema einer bekannten elektronischen Meßvorrichtung zum Bestimmen der Unwucht der Räder,

F i g. 2 ein Blockschema einer bekannten elektronischen Meßvorrichtung zur Messung der Zündverstellung von Motoren,

F i g. 3 ein Blockschema der elektronischen Meßvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 4 ein elektrisches Schaltschema der elektronischen Meßvorfichtung gemäß der Erfindung.

Das Schema gemäß F i g. 1 zeigt die Sonde A zur Ermittlung der von den Rädern von Kraftfahrzeugen bei ihrer Drehung erzeugten mechanischen Schwingungen. Diese auch in F i g. 4 dargestellte Sonde besteht im allgemeinen aus zwei in Reihe geschalteten und auf einen Eisenkern aufgewickelten Spulen und aus zwei Magneten, die auf einem Schwingarm montiert und bei den Spulen derart angeordnet sind, daß in diesen ein zu den Schwingungen des vorerwähnten Armes proportionaler Strom induziert wird. Der Schwingarm wird in bekannter Weise dem Kraftfahrzeug in der Nähe des auszuwuchtenden Rades gewöhnlich mittels eines Außenmagneten zugeordnet.

Die Sonde A wird elektrisch an den Eingang eines mehrstufigen Verstärkers 1 angeschlossen, dem auch das Meßinstrument 2 zugeordnet ist.

Der Ausgang des Verstärkers 1 ist an einen gewöhnlich durch ein Thyratron gebildeten elektronischen Unterbrecher 3 angeschlossen, der seinerseits eine Stroboskoplampe 4 über einen Steuerstromkreis 5 steuert, welcher normalerweise aus einem Aufwärtsspartransformator besteht.

Die F i g. 2, welche ein Blockschema einer an sich bekannten elektronischen Vorrichtung für die Messung der Zündverstellungen von Motoren zeigt, weist eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Schema gemäß F i g. 1 auf.

In dieser Vorrichtung wird eine Sonde B verwendet (auch in F i g. 4 gezeigt), welche aus einem Reduziertransformator besteht, dessen Primärwicklung direkt in Reihenschaltung mit dem Kabel einer Zündkerze des Motors liegt. Jedesmal, wenn auf der Kerze ein Funke überspringt, wird von der Sekundärwicklung ein elektrischer Impuls abgenommen und an den verbleibenden Teil der Vorrichtung weitergeleitet. Genauer ist der Ausgang der Sonde B mit einem Zweistellenschalter 6 verbunden, welcher, je nach seiner Schaltstellung, die Impulse dem elektronischen Unterbrecher 3 (analog dein der Vorrichtung gemäß Fig. 1) direkt oder über einen elektronischen Verzögerungsstromkreis 7, der einem Meßinstrument 8 zugeordnet ist, zuführt. Auch in der Vorrichtung gemäß Fig. 2 steuert der. elektronische Unterbrecher 3 in gleicher Weise wie der gemäß F i g. 1 über einen Steuerstromkreis 5 eine Stroboskoplampe 4.

Die im Blockschema gemäß F i g. 3 dargestellte elektronische Vorrichtung besteht aus den beiden oben beschriebenen Sonden A und B, die alternativ, je nach der Art der Messung, die vorgenommen werden soll, an einen Dreiweg-Umschalter 9 angeschlossen werden, welcher die durch die Sonden abgenommenen Impulse dem elektronischen Unterbercher 3 entweder über eine direkte Verbindung 10 oder über einen elektronischen Verzögerungsstromkreis T oder über einen Verstärkerstromkreis Γ zuführt. Den Stromkreisen T und Γ ist außerdem ein Meßinstrument 11 mit doppelter Skala zugeordnet. Wie bei den ίο vorhergehenden Schemen.steuert auch beim Schema gemäß F i g. 3 der elektronische Unterbrecher 3 über einen Steuerstromkreis 5 eine Stroboskoplampe 4. Mit der in Fig. 3 dargestellten Anordnung erhält man eine Vorrichtung, mit welcher sowohl der Wert der Zündverstellungen von Motoren als auch das Ausmaß der Unwucht der Räder ermittelt werden kann. Wenn sich der Umschalter in der Stellung 9' befindet und man eine Sonde B verwendet, so kann man überprüfen, ob die Zündphase den von der Erzeugerfirma festgelegten Werten entspricht; wenn sich der Umschalter 9 in der Stellung 9" befindet und man ebenfalls eine Sonde B verwendet, so ist es möglich, wenn man in der später beschriebenen Weise das Regelorgan des Verzögerungsstromkreises T betätigt, die Zündverstellungsgrade abzulesen! Schließlich ist '· es möglich, wenn sich der Umschalter 9 in der Stellung 9'" befindet und man eine Sonde A verwendet, die Auswuchtung der Räder durchzuführen.

Im Schaltschema gemäß F i g. 4 sind die verschiedenen Abschnitte, welche die in F i g. 3 als Blockschema dargestellte Vorrichtung bilden, detailliert dargestellt. Gemäß dem Schaltschema besteht der Verzögerungsstromkreis T aus zwei Doppelröhren V 1 und Vl, wobei der Teil V 1 α der Röhre V 1 als Diode geschaltet ist. Der Umschalter 9 besitzt normalerweise sechs Schaltwege 9 a, 9 b, 9 c, 9d, 9 e, 9/. Die von der Sonde B gelieferten Impulse werden, wenn die Sonde mit einem Koaxialkabel bei 12 an den Eingangskreis angeschlossen ist, von dem in Stellung 9' befindlichen Umschalter 9 zum Röhrenteil VVa geführt, wo sie gleichgerichtet werden. Über den Weg 9 b des Umschalters 9 gelangen die Impulse sodann über die Verbindung 10 zum elektronischen Unterbrecher 3, der aus einer als Thyratron bekanriten Elektronenröhre besteht, der mit dem Aufwärtsspar-Transformator S in Reihe geschaltet ist, dessen Sekundärseite parallel zur Steuerstrecke der Stroboskoplampe 4 liegt. Wenn sich der Umschalter 9 in der Stellung 9" befindet und man ebenfalls die Sonde B verwendet, so ist der Stromkreis derart geschaltet, daß die von der Kathode von des Röhrenteils KIa abgenommenen Impulse dem Kreis der Röhre V 1 zugeführt werden, deren beide Teile Vla und VIb derart geschaltet sind, daß eine elektronische Impulsverzögerung erhalten wird, deren Zeit mittels Steuerung durch das Doppelpotentiometer 13 regelbar ist (das Doppelpotentiometer besteht aus zwei regelbaren Widerständen 13« und Mb). Das Potentiometer 14 an der Kathode der Röhre Vl dient dazu, den Arbeitspunkt des zugehörigen Kreises zu regeln und um zu vermeiden, daß letzterer automatisch schwingt, da der Kreis im wesentlichen als monostabiler Multivibrator geschaltet ist. Die von der Verzögerungsstufe verzögerten Impulse gelangen sodann von der Anode des Röhrenteils VIa zum Gitter des Röhrenteils VIb, wo sie verstärkt und über die Verbindung dem Thyratron V 5 zugeführt werden. Von der Kathode des Röhrenteils VIb werden die Impulse abgenom-

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men und einem als Zeigermeßinstrument ausgebilde- diese Weise jedesmal dann einen Stroboskopblitz, ten Meßinstrument 11 mit einer Gradskala (beispiels- wenn ein Impuls an das Gitter des Thyratrons VS geweise mit Endskala gleich 60 ) zugeführt, dessen Ein- langt.

regelung durch das im Kathodenstromkreis der End- Das Schema gemäß Fig. 4 zeigt auch einen Transstufe Vl b des Verzögerungsstromkreises T liegenden 5 formator 18. Die verschiedenen Heizleitungen der Meßvviderstand 15 erfolgt. Das Meßinstrument 11 Röhren sind der besseren Übersicht halber beim wird bei diesem Meßvorgang durch^den Umschalter 9 Transformator zusammengefaßt (diese Leitungen in Stellung.9' parallel zu dem Mgßwiderstand 15 ge- sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie die schaltet. Mit dem resultierenden Stromkreis ist es dazugehörigen Röhren).

möglich, die Zündung der Stroboskoplampe in bezug io In der Folge wird die Arbeitsweise der Vorrichtung

auf den Zündzeitpunkt der Motorkerze zu verzögern nach der Erfindung beschrieben,

und die Größe dieser Verzögerung zu messen, indem Zum Zwecke der Kontrolle der Zündphase von

man das Doppelpotentiometer 13 in der später be- Motoren wird die Sonde B bei 12 angeschlossen und

schriebenen Weise verstellt. . der Umschalter 9 in die Stellung. 9'gedreht (die Son-

De.r die Verwendung der Meßyorrichtung zum 15 de D wird in Reihe mit einer Zündkerze des Motors Auswuchten der Räder betreffende Abschnitt ί' be- geschaltet). Bei laufendem Motor erhält man jedessteht aus 2 Röhren V 3 und V 4, wobei die zweite da- mal dann, wenn die Kerze zündet, einen Impuls, der, von zwei Systeme V4a und V4 b aufweist, welche in zweckmäßiger Weise umgewandelt, das Thyratron derart verbunden sind, daß sie einen dreistufigen VS steuert, welches seinerseits die Stroboskop-/?C-Kaskadenverstärker bilden. Dieser Abschnitt Γ 2o lampe 4 aufleuchten läßt. Letztere läßt die Riemenwird eingesetzt, indem man den Umschalter 9 in die scheibe des Motors stillstehend erscheinen und er-Stellung 9'" dreht und man an Stelle der Sonde B möglicht es somit, den Abstand zwischen der auf der eine Sonde A verwendet, die ebenfalls . mit einem Riemenscheibe befindlichen Kerbe und der Kerbe auf Koaxialkabel angeschlossen wird. Die von dieser dem Motorblock zu kontrollieren. Dieser Abstand Soiiäe kommenden Impulse werden durch den Ver- 25 gibt die Zündverstellung an. Zur genauen Messung*', stärker Γ zuerst gleichgerichtet und sodann verstärkt. der Zündverstellung in Graden wird der Umschal-Am Ausgang des Abschnittes Γ sind diese Impulse - ter9 in die Stellung 9" gebracht. Auf diese Weise daher in der Lage, über den Weg 9/ des Umschal- sind die Abschnitte VIh. VIa lind K 1 ό mit den te rs 9 (in Stellung 9'") das Thyratron V S zu steuern, dazugehörigen Kreisen sowie das Meßinstrument 11 -welches wie oben beschrieben die Stroboskoplampe 4 30 eingeschaltet. Durch Betätigung des als Kolimator in Tätigkeit setzt.,An das Eingangsgitter des Teiles arbeitenden Potentiometers 13 ist es möglich, die V4b der Röhre V4 ist weiterhin über die Wege 9c, Zündung des Stroboskopblitzes in bezug auf die Zün-9i/ und 9 c des Umschalters 9 das Meßinstrument 11 dung der Kerzen zu verzögern, so daß man bei der angeschlossen, das somit parallel zum Teil 16 des langsamen Verstellung des Potentiometers eine ent-Gittcrableitvviderstandes der Endstufe V4b des Ver- 35 sprechende Verstellung der Kerbe der Riemenscheibe stärkeis Y angeordnet ist. Das Meßinstrument mißt beobachten kann. Wenn sodann diese Kerbe mit der auf einer zweiten, beispielsweise in Gramm oder in ortsfesten Kerbe zusammenfällt, zeigt das Instrument Unwuchtzonen unterteilten Skala die Größe der von 11 in Graden die Zündverstellung des Motors an. der Sonde A ankommenden Impulse. Man kann auf Wenn man auf diese Weise die Verzögerung regelt, diese Weise das Ausmaß der Unwucht des Rades be- 40 ist es möglich, künstlich die Zündverzögerung des stimmen, während die Lampe sichtbar die Unwucht- Motors zu anullieren, und zwar auch dann, wenn der zone anzeigt, wie später deutlicher beschrieben wird. Motor mit hoher Drehzahl läuft und die automati-Die Einregelung des Instrumentes 11 in bezug auf die sehen Regeleinrichtungen eingreifen. Auf diese Weise 'Ausvvuchtung der Räder erfolgt mittels eines Poten- wird eine exakte Einstellung begünstigt,
tiometers 16. 45 Für die Auswuchtung wird die Sonde A an den

Der Stromversorgungsteil besteht aus einem her- Aufhängungen oder an der Karosserie in der Nähe

kömmlichen Stromkreis mit Zweiweggleichrichtung des auszuwuchtenden Rades angeordnet und der Um-

mittels einer Doppeldiode V 6 und Stabilisierungsgas- schalter 9 in die Stellung 9'" gebracht. Sodann wird

röhre Vl mit- geeigneten Glättungs-Elektrolytkon- auf dem Rad ein Bezugszeichen angebracht und das

dcnsatoren. ~ .50 Rad wird mit dem Kraftfahrzeugmotor oder mit

Von einer Diode D 1 wird eine negative Spannung einem geeigneten Antriebsmotor (nicht dargestellt) in

geliefert, welche dazu dient, die Stroboskoplampe 4 Drehung gesetzt. Die Unwucht des Rades erzeugt

zu speisen, während es das Potentiometer 17, welches Schwingungen auf der Karosserie, welche durch die

an die Kathode der Gasröhre V 7 angeschlossen ist, Sonde A in elektrische Impulse verwandelt werden,

ermöglicht, die negative Polarisierung auf dem Gitter 55 Letztere setzen nach entsprechender Verstärkung

des Thyratrons V 5 zu regeln, um dessen Zündung in durch die Röhren V 3 und V 4 das Anzeigeinstru-

Ruhesteliung zu verhindern. ment 11, wie oben beschrieben, von welchem die

Das Thyratron V 5 ist also auf den normalen nicht- Größe der Schwingungen abgelesen werden kann,

leitenden Zustand festgelegt, so daß es, sobald an und die Stroboskoplampe 4, welche in einem be-

sein Gitter positive Steuerimpulse gelangen, rasch in 60 stimmten Punkt die Beobachtung des Bezugszeichens

den Leitzusland gebracht wird und den Anoden- ermöglicht, in Betrieb. Nun wird das Rad angehalten

Stromkreis an Masse legt. Dadurch wird der Spar- und derart angeordnet, daß das Bezugszeichen in der-

transformator 5 von Strom durchflossen und da seine selben Stellung liegt, die mit dem Stroboskopblitz

durch eine hohe Windungszahl gebildete Sekundär- beobachtet wurde. Es wird nun auf das Rad ein.Ge-

seite mit dem Cutter der Strpboskoplampe 4 verbun- 63 wicht^entsprechend der Anzeige auf dem Instrument

den ist, wird eine Ionisierung des Gases und somit die- 11 an einer Stelle diametral gegenüber der in der bei

Bildung eines Lichtbogens zwischen den beiden Elek- der Sonde A liegenden Stelle angebracht.",

troden der Lampe 4 herbeigeführt. Man erhält auf Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die

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vorliegende elektronische Mcöxorrichtung in äußerst praktischer Weise verwendbar is! und eine bedeutende Materialeinsparung in bezug auf die bekannten Vorrichtungen ermöglicht. Die Meßvorrichtung erfordert bei im Vergleich zu den bisher bekannten Meßvorrichtungen eieicher Leistun« einen wesentlich einfacheren Stromkreis. Bisher ware#''-für die vorerwähnten Zwecke immer zwei getrennte Meßvorrichtungen erforderlich, von denen jede aus einem eigenen Schaltkreis mit Stroboskoplampe und den dazugehörenden Steuerungsorganen bestand.

Die gesamte Meßvorrichtung wird mit nur einem einzigen Meßinstrument in einem einzigen Gehäuse untergebracht, wodurch ebenfalls bedeutende Kosteneinsparungen im Vergleich zu den bekannten. Einrichtungen erzielt werden.

Die Erfindung kann in vieler Hinsicht abgeändert und variiert werden. So können beispielsweise die Röhren durch Transistoren ersetzt werden und der Verstärkeranteil kann mit beliebig vielen Stufen ausgebildet sein, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209 651/152

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektronische Meßvorrichtung für Kraftfahrzeuge zum wahlweisen Bestimmen der Zündverstellung der Brennkraftmaschine und der Unwucht der Räder mit je einer Sonde zum Aufnehmen der Zündimpulse und der durdh die Unwucht erzeugten mechanischen Impulse^ einer Stroboskoplampe und einem für beide Meßvorgänge gemeinsamen Meßinstrument, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalter (9) für beide Meßyorgänge, ein Verstärker (7') mit einer: einstellbaren Verzögerungsstufe für das Bestimmen der Zündverstellung, ein Verstärker (Γ) für das Bestimmen der Unwucht und für beide Meßvorgänge gemeinsam neben dem als Zeigermeßinstrument mit doppelter Skala ausgebildeten Meßinstrument (11) eine Stroboskoplampe (4) mit einem elektronischen Unterbrecher (3) vorgesehen sind.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeigerinstrument (11) zum Umschalten von der Bestimmung der Zündverstellung auf die Bestimmung der Unwucht zweipolig derart umschaltbar ist, daß es für die Bestimmung der Zündverstellung parallel zu einem im Kathodenstronjkreis der Endstufe (VIb) des zugehörigen Verstärkers (7') liegen-. den Meßwiderstand (15) und für die Bestimmung der Unwucht parallel zu einem Teil (16) des Gitterabgleitwiderstandes der Endstufe (V 4 b) des zugehörigen Verstärkers (Γ) angeordnet ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Unterbrecher für die Stroboskoplampe aus der Reihenschaltung eines von den Signalen beider Sonden geschalteten Thyratrons (3) und eines Spartransformators (5) besteht, dessen Sekundärseite parallel zur Steuerstrecke der Stroboskoplampe (4) liegt.