DE7443408U

DE7443408U - Leistung absorbierende einrichtung

Info

Publication number: DE7443408U
Application number: DE7443408U
Authority: DE
Original assignee: Scans Associates Inc Livonia Mich (vsta)
Current assignee: Scans Associates Inc Livonia Mich (vsta)
Priority date: 1974-01-07
Filing date: 1974-12-30
Publication date: 1976-07-29
Also published as: DE2461880B2; FR2257081A1; JPS5415084B2; AU7661574A; CA1042683A; GB1480409A; DE2461880A1; JPS50140708A; BE824023A; IT1024459B; US3938377A; AU477303B2; FR2257081B1

Description

PATENT ANWÄLTE

dr. O. DITTMANN

K. L. SCHIFF DB. A. ν. PÜNBR

Dipu ing. P. STRBHL

dr. U. SCHÜBELrHOPF

Dipl. ing. D. EBBINGHAUS

Scans Associates, Inc. DG-525O

»■8 MÜNCHEN Θ0 &1ARIAHILF£>LATZ 2 fr S

POBTADRBSSB D-B MÜNCHEN 05 POSTFACH ΟΒ01Θ0

TELEFON (089) 45 83 54 (48 SO 54) TBLEOR. AUROMARCPAT MÜNCHEN TBLBX 5-23 5GB AUHO D

Leistung absorbierende Einrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung rascher Endprüfungen am fertig montierten Kraftfahrzeugmotor in der Serienfertigung vor dem Einbau des Motors in das Kraftfahrzeug, um sicherzustellen, daß sämtliche Hauptsysteme des Motors ordnungsgemäß zusammenarbeiten, selbst wenn diose Systeme gegebenenfalls vor Fertigstellung-des,Kräftfahrzeugmotors für sich vorgeprüft worden sind.

Bevor nan sich über die Luftverschmutzung, die durch Abgase von nicht ordnungsgemäß arbeitenden Kraftfahrzeugen verursacht wird, Gedanken machte - wie man dies heute tut -, sah man keine Notwen-. digkeit, neu gefertigte Motoren, wie sie vom Montageband kommen, einer Endprüfung unter Last zu unterziehen, um sicherzustellen, daß alles ordnungsgemäß arbeitet, weil es keine sinnvolle Prüfung gab, die sich zur Anzeige von Pehlfunktionen des Motors rasch durchführen ließ.

Zwar ist eine Einzelprüfung der Motorhauptsysteme, etwa der Vergasung, Zündung und Verbrennung, während der Montage des Motors absolut erforderlich, um zu gewährleisten, laß der Hontagevorgang

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richtig abläuft; es hat sich jedoch herausgestellt, daß selbst dann, wenn derartige Einzelprüfungen positiv verlaufen, die Möglichkeit besteht, daß der Motor beim Einbau in ein Kraftfahrzeug gesetzlichen oder sonstigen Abgasprüfungen nicht standhält. Ferner hat sich herausgestellt, daß sich mit der Einzelprüfung der Motorsysteme nicht alle möglichen Fehlfunktionen des Motors ermitteln lassen, die eine Prüfung des Motors nach der Fertigmontage und beim Betrieb unter Last aufzeigt. Beispielsweise kann ein undichtes Auslaßventil, das sich praktisch nicht feststellen läßt, bevor der Motor vollständig montiert ist und unter Lastbetrieb geprüft werden kann, unter gewissen Umständen zu einer um das Vierfache über dem Normalwert liegenden Abgabe von Kohlenwasserstoffen führen. Ähnliche Beispiele finden sich im Verbrennungs- und Zündsystem des hotors. Obwohl das Zündsystem irgendwann vor der endgültigen Montage auf den richtigen Zündwinkel eingestellt worden sein mag, kann beispielsweise sich ein Draht lockern oder ein ähnlicher Fehler später in der Serienfertigung auftreten, was zur Folge hätte, daß ein einzelner Zylinder selbst bei acht vorhandenen Zylindern und selbst bei nur halbzeitigem Ausfall eine Kohlenwasserstoff-Abgabe bewirkt, die nahezu um das Vierfache über dem Kormalwert liegt.

Derartige Fehler, die sich nur durch Prüfung des Motors im warmen Zustand unter Last nach der Montage ermitteln lassen, reichen dazu aus, daß der Motor die Abgas-Normwerte nicht erreicht, die für Motoren nach ihrem Einbau in Kraftfahrzeuge gelten.

Daher ist es wichtig geworden, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um eine abschließende Prüfung des Motorverhaltens bei einer Serienfertigung durchzuführen, bevor der Motor in das Kraftfahrzeug eingebaut wird« Wie in der US-Patentanmeldung 3O6&I; offenbart , hat sich gezeigt, daß Abgase, insbesondere die Abgabe von CO und HC, die deutlichsten Anzeichen für Motorfehlverhalten bilden und die bei richtiger Auswertung derartiger Abgase erhaltenen Daten Aufschluß darüber geben, was mit dem

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Motor nicht stimmt und wie zur wirksamen Behebung des Fehlers vorzugehen ist, was für jede Fertigungsprüfung des Motors wesentlich ist.

Ferner hat es sich erwiesen, daß beim Betrieb des Motors unter etwa derjenigen Last, wie sie der spezielle Motor beim Einbau in ein Fahrzeug zu leisten haben wird, gegebenenfalls auftretende Motorfehler sichtbar werden, während beim Betrieb des Motors ohne Last der Motor nicht beansprucht wird und solche Fehler daher nicht auftreten, so daß sehr viele Motorfehler versteckt bleiben, sofern die Prüfung nicht unter Last erfolgt. Ferner gibt es gewisse Motordrehzahlen, bei denen die Wahrscheinlichkeit, daß Motorfehler auftreten, größer ist als bei anderen Drehzahlen.

J! Man hat drei Schluss el-Prüf punkte oder Betriebstypen festgestellt, um die Wahrscheinlichkeit, daß vorhandene Betriebsfehler auftreten, am größten zu machen. Dabei erfordert der Betriebstyp 1 einen Betrieb des Motors mit einer Drehzahl, die "schnelle Fahrt" simuliert und bei der die Haupt-Vergaser- und Zündsysteme des Motors in voller Tätigkeit sind. Der Betriebstyp 2 erfordert einen Betrieb des Motors bei "Langsamfahrt", was im Übergangsbereich zwischen Leerlauf und demjenigen Punkt liegt, bei dem die Verbrennungs- und Zünd-Hauptsysterne voll in Gang kommen. Der Betriebstyp 3 erfordert eine Prüfung des Motors bei Leerlauf, wobei der Motor mit in normal geschlossener Stellung befindlicher Vergaserklappe arbeitet. Diese Prüfungen

!gemäß den Betriebstypen werden natürlich erst durchgeführt, nach- _ dem der Motor vollständig warmgelaufen ist, so daß Fehlfunktionen in der automatischen Drosselung oder ähnliche Faktoren in die Prüfung eingehen.

Entsprechend dem Gedanken, eine rasche Fertigungsprüfung am-Ende des Montagebandes durchzuführen, werden die CO- und HC-Werte bei allen Betriebstypen gemessen und mit vorgegebenen, vom Motorhersteller für den jeweiligen betroffenen Motor an-

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gegebenen Typenwerten verglichen, wobei geeignete Anzeigelampen angeben, ob der Motor bei dem jeweiligen Betriebstyp die Prüfung auf CO und HC bestanden hat oder nicht.

Zeigen die Anzeigelampen an, daß der Motor die Prüfung auf HC- und CO-Abgabe an allen Punkten seines Arbeitsbereichs bestanden hat, so wird der Motor automatisch vom Prüfstand entfernt, wobei der Prüfstand vorzugsweise mit dem in der US-Patentschrift 3 631 967 offenbarten Akkumulator-Fördersystem kombiniert ist, und zum Einbau in das Kraftfahrzeug weitergeleitct. Geben dagegen eine oder mehrere Anzeigelampen an, daß der Motor eine der Prüfungen nicht bestanden hat, so wird nicht eine der PrüfStationen auf dem Förderband für die verhältnismäßig lange Zeitspanne, die zur Durchführung weitergehender Diagnoseprüfungen des Motors zur Auffindung des Fehlers erforderlich ist, belegt; vielmehr weist das System eine zusätzliche Reparaturschleife oder außerhalb des Fertigungsbandes vorgesehene Prüfstation auf, die einige Prüfstände ir.lt raffinierterer Ausrüstung umfaßt. Der Motor wird dann einem dieser Prüfstände zugeführt, an dem zur Ermittlung des genauen Motorfehlers eine gründlichere Prüfung vorgenommen wird.

Generelles Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, um an Kraftfahrzeugmotoren am Ende des Montagebandes eine abschließende Prüfung im warmen Zustand vor ihrem Einbau in die Kraftfahrzeuge durchzuführen. Dabei soll durch Prüfung der Abgase festgestellt werden, ob ein Motor im Hinblick auf vorgegebene Abgaswerte als gut gelten kann oder zurückzuweisen ist. Insbesondere soll ein' Verfahren und eine Vorrichtung vorgesehen werden, um Motoren einer zuverlässigen, genauen und schnellen Prüfung im warmen Zustand unter Last zu unterziehen.

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Ziel der Erfindung ist es ferner,

eine unkomplizierte Vorrichtung zu schaffen, um eine abschließende Motorprüfung vor dem Einbau der Motoren durchzuführen, wobei der Motor mit einer Reihe vorgegebener Lasten bei vorgegebenen typischen oder Schlüssel-Drehzahlen beaufschlagt wird, bei denen die größte Wahrscheinlichkeit besteht, daß mit Abgase im Zusammenhang stehende Fehlfunktionen auftreten.

Ziel der Erfindung ist es weiterhin, eine Vorrichtung der obigen Art zu schaffen, mit der sich eine abschließende Prüfung von Kraftfahrj'.cugmotoren im warmen Zustand durchführen läßt, um Ergebnisse zu erzielen, die mit denjenigen Abgaswerten in Zusammenhang stehen, wie sie nach Einbau der Motoren in Kraftfahrzeuge zu erwarten sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Ergebnisse der Abgasanalyse von Brennkraftmaschinen zur Ermittlung zu verwenden, was gegebenenfalls bei dem Motor nicht in Ordnung ist und welche Schritte zur Behebung des Fehlers erforderlich sind. Die genannte abschließende Prüfung der Motoren im warmen Zustand soll dabei in einer Weise erfolgen, die einfach ist und sich mit einem Minimum an Ausbildung und Erfahrung in der Motorenprüfung durchführen läßt.

Ziel der Erfindung ist es weiterhin, ein Lastgerät für Motoren zu schaffen, das eine der dritten Potenz der Motordrehzahl proportionale Lastkurve ohne Lastregelsystem erzeugt.

Ziel der Erfindung ist es weiterhin, eine Vorrichtung zur Durchführung einer abschließende Prüfung der Motorarbeitsweise zu schaffen, indem der Motor vorgegebenen typischen oder Schlüssel-Drehzahlen und Lasten entsprechend den Bedingungen, denen der Motor nach Einbau in ein Fahrzeug ausgesetzt sein mag, unterworfen wird, wobei die Prüfung bei Drehzahlen

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erfolgt, die schnelle Fahrt, Langsamfahrt und Leerlauf simulieren, uid die CO- und HC-Werte in den Abgasen bei jeder Betriebsart gemessen werden.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, an dem Fertigungs-Prüfstand unkomplizierte Anzeigelampen vorzusehen, um bei der Durchführung der genannten Prüfung eine rasche und leichte Anzeige für die Bedienungsperson zu erzeugen, ob der gerade geprüfte Motor die HC- und CO-Prüfungen an jedem Schlüsselpunkt der Arbeitsweise (für jeden "Betriebstyp") erfüllt oder nicht. Dabei soll ein Meldesystem vorgesehen werden, in dem die Signale der Anzeigelampen aufgezeichnet werden, um anzuzeigen, welche Prüfung der Motor nicht bestanden hat, und um darüber hinaus eine Werte-■fcabelle zu liefern, auf der vermutete Fehlfunktionen und Abhilfen dafür enthalten sind, um die Fehlererkennung zu erleichtern.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner ein automatisierter Prüfstand, auf dem sich die Motorprüfung durchführen läßt, wobei eine Reihe derartiger Prüfstände längs einem automatischen endlosen Förderband zur raschen Fertigungsprüfung der Motoren vorgesehen werden sollen.

Ziel der Erfindung ist ferner ein eigenes Reparatursystem für . das genannte Fertigungs-Prüfsystem, in das die einzelnen Motoren, die die abschließende Prüfung nicht bestehen, zur weiteren detaillierten Prüfung automatisch geleitet werden können.

Ziel der Erfindung ist es ferner, die genannten Wertetabellen und Meldekarten derart vorzusehen, daß sie entweder den zurückgewiesenen Motor begleiten oder der Reparaturschleife zugeleitet werden.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung sines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeicnnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei dem automatisierte Prüfstände zur Durchführung der abschließende Motorprüfung vor dem Einbau im warmen Zustand unter Last an einem endlosen Förderband angeordnet sind, so daß ein vollständig automatisiertes Prüfsystem gebildet wird, wobei das Förderband eine Reparaturschleife, der die abgewiesenen Motoren zur weiteren Prüiung zugeleitet werden, sowie eine (nichT gezeigte) Station aufweist, über die neue Motoren in das Prüfsystem eingeführt sowie als gut gegebenenfalls nach Reparatur als gut - befundene Motoren aus dem Prüfsystem entnommen und zum Einbau in Kraftfahrzeuge weiterbefördert werden;

Figur 2 eine gebrochene Ansicht eines Brennkraftmotors, der in einem erfindungsgemäßen automatischen Prüfstand montiert und ZUi' Durchführung der abschließende! Prüfung im warmen Zustand unter Last vor Einbau in ein Kraftfahrzeug bereit ist;

Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer vereinfachten Form eines Fahrgestell-Dynamometers, das zur Durchführung der Motorprüfung entsprechend bestimmten Betriebstypen nach Einbau des Motors in ein Kraftfahrzeug verwendet werden kann;

Figur 4 eine kubische Leistungs/Drehzahl-Kurve der Leistung absorbierenden Einrichtung nach Figur 1, auf der Geschwindigkeit und PS-Leistung mit den Prüfpunkten oder Betriebstypen 1, 2 und 3 angegeben sind;

Figur 5 eine schematische Darstellung der Bauelemente des Systems zur Auswertung der Abgase eines Motors unter Last in einem Kraftfahrzeug mit Meßinstrumenten zur Anzeige der CO-, HC- und NO-Werte sowie einer wahlweisen Ausdruck-Einrichtung;

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Figur 6 eine vergrößerte Ansicht eines Geschwindigkeitsmessers mit einer Geschwindigkeitsskala und zugehörigen Farbsegmenten, die der Geschwindigkeit bei schneller bzw. langsamer Fahrt für drei Fahrzeug-Gewichtsklassen entsprechen;

Figur 7 eine Draufsicht auf ein typisches CO-Meßgerät, wie es in dem System nach Figur 5 verwendet werden kann;

Figur 8 eine Draufsieht auf ein typisches HC-Meßgerät, wie es in dem System nach Figur 5 verwendet werden kann;

Figur 9 eine Draufsicht auf ein typisches NO-Meßgerät, wie es in dem System nach Figur 5 verwendet werden kann;

Figur 10 eine teilweise geschnittene Darstellung einer Leistung absorbierenden Einheit mit fester Füllung, wie sie erfindungsgemäß zur Belastung des Motors verwendet werden kann;

Figur 11 eiii Diagramm, in dem die Drehzahl über der PS-Belastung für die Einheit nach Figur 10 aufgetragen ist;

Figur 12 eine teilweise geschnittene Darstellung einer Leistung absorbierenden Einheit mit fester Füllung, die der Einheit nach Figur 10 ähnlich ist- bei der jedoch der bewegbare Rotor zur Änderung der Lastkurve beschnitten ist;

Figur 13 ein typisches Diagramm, in dem die Drehzahl über der PS-Leistung für eine beschnittene Einrichtung gemäß Figur aufgetragen ist;

Figur 14 eine vereinfachte schematische Darstellung der Bauelemente eines Abgasanalysier- und Meß-Systems, wie es erfindungsgemäß zur Auswertung der Abgase neuer Motoren, wie sie aus der Serienfertigung kommen, verwendet wird, und das Meßinstrumente zur Anzeige der CO- und HC-Werte umfaßt;

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Figur 15 ein Diagramm, in dem die Last über der Drehzahl für einen erfindungsgemäß geprüften Motor aufgetragen ist, wobei die drei Prüfpunkte (schnelle Fahrt, langsame Fahrt und Leerlauf) eingezeichnet sind, bei denen der Motor auf HC- und CO-Abgabe geprüft wird;

Figur 16 eine Draufsicht auf das in der erfindungsgernäßen Vorrichtung verwendete CO-Meßgerät;

Figur 17 eine Draufsicht auf das orfindungsgemäß verwendete HC-Meßgerät;

Figur 18 ein Diagramm mit einer typischen Wahrscheinlichkeitskurve, die die Zeit angibt, in der ein vom Montageband kommender neuer Motor einen prüfbaren Zustand erreicht;

Γ Figur 19 eine typische Meldekarte, die die zulässigen CO-

und HC-Werte bei verschiedenen Motordrehzahlen angibt, und Leerräume enthält, in denen die Bedienungsperson die Prüfungen ein gehen kann, bei denen die erfindungsgemäfS vorgesehenen Abweiselampen anzeigen, daß der Motor der jeweiligen Prüfung nicht genügt;

Figur 20 einen Teil aus einem Beispiel einer Wertetabelle, wie sie in der nachstehenden Beschreibung im einzelnen offenbart ist, und das Angaben bezüglich der Zurückweisung trägt, die mit den entsprechenden Markierungen auf der Meldekarte nach Figur übereinstimmen;

Figur 21 eine detaillierte Darstellung des Inneren des Prüfstands nach Figur 2;

Figur 22 eine Draufsicht auf eine Steuertafel zum Betrieb des erfindungsgemäßen Systems; und

Figur 23 eine schematische Darstellung eines vollständigen erfindungsgemäßen Systems mit den erforderlichen Apparaturen, um den Motor anzutreiben und si it der richtigen Last zu beauf-

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schlagen, die Abgase des Motors bei schneller Fahrt, Langsamfahrt und Leerlauf zu erfassen und an den einzelnen Betriebspunkten auf ihren HC- und CO-Gehalt zu prüfen, diese Werte für jeden Betriebspunkt mit vorgegebenen zulässigen Grenzwerten zu vergleichen und anzuzeigen, ob der Motor an den einzelnen Prüfpunkten den HC- und CO-Tests genügt oder nicht.

Arbeiten, um eine rasche und einfache Methode zur Durchführung einer abschließenden Prüfung eines Motors vor seinem Einbau in ein Kraftfahrzeug zu finden, wurden von der Anmelderin zunächst dahingehend unternommen, daß versucht wurde, die Lehre aus der oben genannten US-Patentanmeldung 306 815 zur Verwendung bei
der Fertigung heranzuziehen; gemäß dieser Lehre werden bereits in Kraftfahrzeuge eingebaute Motoren geprüft, um festzustellen, ob bestimmte (in USA) gesetzliche Verschrautzungsnormen (Federal Pollution Standards) erfüllt werden oder nicht, da die Prüfung nach Einbau zu jener Zeit als zweckmäßigstes Mittel zum Prüfen neuer Motoren galt und außerdem das einzige Verfahren ist, Motoren zu prüfen, die in eine Zeitlang schon gefahrenen Fahrzeugen eingebaut waren.

Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung zwar in Anwendung auf die bekannten modernen Kolben-Brennkraftmaschinen beschrieben wird, sich genauso leicht jedoch auch bei sonstigen Brennkraftmaschinen verwenden läßt, vorausgesetzt, daß ausreichende Prüfungen vorgenommen werden, um die zulässigen HC- und CO-Werte bei diesen anderen Typen von Brennkraftmaschinen zu bestimmen und festzustellen, welche Motorfehler durch verschiedene HC- und CO-Mengen in den Abgasen angezeigt werden.

Um die erheblichen Probleme zu verstehen, die überwunden werden mußten, um zu einer praktisch durchführbaren Prüfung in der
Serienfertigung zu gelangen, ist es erforderlich, die Arbeitsweise des "Betriebstypen"-Systems zu untersuchen, wie es bei
bereits in Fahrzeuge eingebauten Motoren verwendet wird.

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Wie gesagt, sind drei Betriebstypen oder vorgegebene Punkte i für die Motorprüfung festgelegt worden. Falla das Betriebstypen- ! Prüfsystem bei einem Kraftfahrzeug verwendet werden soll, entsprechen die drei Prüfbetriebstypen jeweils drei verschiedenen Fahrzeug-Gewichtsklassen, um die Motoren in jeder dieser Klassen auf denjenigen Wert zu belasten, bei dem die größte Wahrscheinlichkeit besteht, daß Motorfehler auftreten. Bei Verwendung in Verbindung mit einem in ein Kraftfahrzeug eingebauten Motor wird das Betriebstypen-System zusammen mit einem Fahrgestell-Dynamometer verwendet, das eine einfache Art darstellt, den Motor im eingebauten Zustand zu belasten, indem das Fahrzeug mit simulierter Fahrgeschwindigkeit angetrieben wird. Dabei kann jeder beliebige Motor- oder Fahrgestell-Dynamometer verwendet werden, sofern das Maß der Leistungsabsorption (Last) in Übereinstimmung mit den vorgeschriebenen Betriebstyp-Leistungsanforderungen bei den vorgeschriebenen Drehzahlen gewählt werden kann.

Einige hydraulische, Leistung absorbierende Einrichtungen weisen an sich geeignete Leistung/Drehzahl-Kennlinien auf, d.h. ihre Leistungsabsorption ändert sich näherungsweise mit der dritten Potenz der Motordrehzahl, so daß dann, wenn eine solche Leistung absorbierende Einheit bei einer gegebenen Drehzahl eine bestimmte Belastung ausübt, die gewünschte Leistung absorbierende Belastung automatisch auch bei anderen Drehzahlen auftritt, ohne daß die Last durch die prüfende Person geändert werden müßte. Dynamometer dieses Typs werden für Abgasprüfungen bevorzugt, da sie keinerlei Geschicklichkeit und Zeitaufwand erfordern, um die erforderliche Last auf die einzelnen Prüfpunkte einzustellen.

Ss ist festgestellt worden, daß die für die Betriebstypen-Auswertmethode erforderlichen Drehzahlen und Motorlasten über eine einzelne Leistung/Drehzahl-Kurve sichergestellt werden können, da bei Einbau des Motors in ein Kraftfahrzeug einer gegebenen Gewichte klasse unterschiedliche Belastungen auf den Motor ausgeübt werden können, indem das Fahrzeug mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten

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in Abhängigkeit von der gewünschten Last betrieben wird, und da die richtige Belastung bei Einbau des gleichen Motors in ein Fahrzeug einer anderen Gewichtsklasse einfach dadurch erzielt wird, daß dieses Fahrzeug mit einer anderen Geschwindigkeit betrieben wird. Beispielsweise fi-ndet für einen gegebenen, in ein großes Fahrzeug eingebauten Motor die Prüfung für "schnelle Fahrt" im Geschwindigkeitsbereich von 77 bis 80 Km/h statt» wobei die aufgebrachte Last etwa 27 bis 30 PS beträgt, während zur Prüfung eines Mittelklassewagens im Gewichtsbereich von etwa 1.270 bis 1.700 Kp zur Erzielung der richtigen Belastung (21 bis 24 PS) für die Prüfung bei schneller Fahrt das Fahrzeug mit. einer Geschwindigkeit von etwa 70,5 bis 73,5 Km/h angetrieben wird und bei einem Kleinwagen die Prüfung in einem Geschwindigkeitsbereich von etwa 57,5 bis 61 Km/h durchgeführt wird. Daraus ergibt sich also, daß nur eine einzige Leistung absorbierende Einheit erforderlich ist, um die Belastungsbedingungen für Fahrzeuge aller Größen zu simulieren. Das ernstliche Problem, das dadurch bei einer automatischen Fertigungsprüfung von Fahrzeugmotoren auftritt, bei der die Serienfertigung möglicherweise nur für eine Motorgröße eingerichtet ist, jedoch zur Prüfung von einem Motor zum nächsten rasch umschaltbar sein muß, soll in der nachstehenden Beschreibung erörtert werden; wie jedoch ersichtlich, liegen die Energie-Absorptionswerte für sämtliche Drehzahlen, wie sie für einen nach Einbau in ein Kraftfahrzeug geprüften Motor vorgeschrieben sind, auf der gleichen Kurve.

Leistung absorbierende Einrichtungen, die mit einer einzigen Leistung/Drehzahl-Kurve arbeiten, sind billiger als solche Einrichtungen, die sich durch die prüfende Person einstellen lassen, und erfordern zum Betrieb keinerlei Geschicklichkeit und Zeitaufwand, um Einstellungen zur Durchführung einer Prüfung bei vorgewählter Last vorzunehmen; ferner ist zur Änderung der Last auch keine die Bedienungsperson ersetzende Ausrüstung erforderlich, so daß derartige Einrichtungen für optimale Werkstattpriifung unter Last zur Abgasauswertung von in Fahrzeuge '"

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eingebauten Motoren ideal wären. Dadurch, daß die Last absorbierende Einrichtung mit fester Füllung betrieben wird, d.h. daß der Arbeitskreis der Vorrichtung ständig vollständig mit Wasser gefüllt ist, läßt sich die gewünschte Leistung/Drehzahl-Kurve für die vorliegende Betriebstypen-Prüfmethode leicht erzielen. Darüber hinaus unterliegt die Leistung absorbierende Einrichtung keiner übermäßigen Erwärmung, da eine kontinuierliche Wasserströmung durch die Einheit stattfindet.

Bei Verwendung einer Leistung absorbierenden Einrichtung mit fester Füllung erübrigen sich ferner herkömmliche Leistung absorbierende Komponenten, wie etwa Belastungs- und Entlastungsventile, Drehrnoir.entarme und dergleichen, wodurch die Kosten auf ein Minimum reduziert werden.

Bei der Prüfung im Fahrzeug wird durch einen Geschwindigkeitsmesser mit speziellen vorgeschriebenen Markierungen für die verschiedenen Geschwindigkeitsbereiche der "schnellen Fahrt" und "langsamen Fahrt" für Fahrzeuge verschiedener Gewichts-

klassen die Arbeit der prüfenden Person erleichtert, die darin

' besteht, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die vorgeschriebenen

Werte des Betriebstyps 1 (schnelle Fahrt) und des Betriebstyps (langsame Fahrt) zu steuern und dabei die CO- und HC-Werte in beiden Betriebstypen zu beobachten und auf der oben erwähnten Meldekarte zu verzeichnen. Für den Betriebstyp 3 (Leerlauf) gibt der Prüfer die Drosselklappe frei, wobei er wiederum die angezeigten CO- und HC-Werte beobachtet und aufzeichnet.

Dies würde der Ablesung eines Drehzahlmessers bei Motordrehzahlen entsprechend schneller und langsamer Fahrt entsprechen, falls der Motor außerhalb des Fahrzeugs geprüft würde, da die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in direktem Zusammenhang mit der Motordrehzahl steht.

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H-

Gemäß Figur 3 umfaßt ein generell mit 30 bezeichnetes Fahrge- f stell-Dynamometer eine hydraulische Leistung absorbierende Ein- \

si richtung 31 zur Belastung des Fahrzeugmotors mit einem Einlaß- %

anschluß 32 zur Zuführung von Wasser zum Arbeitskreis der Ein- ¹

richtung 31 und einem Auslaßanschluß 33 zum Wasserablauf, so daß 1

während der Prüfung eine kontinuierliche Wasserströmung durch |

die Einrichtung 31 stattfindet. Die üblichen (nicht gezeigten) | Entlüftungen sind offengelassen, so daß sich keine Lufttaschen

in dem Lastkreis bilden und gewährleistet ist, daß der zu prü- r

fende Motor mit konstanter Last beaufschlagt wird. ,;

Wie gezeigt, ist direkt mit der Rotorwelle 37 der Energie absor- ν bierenden Einrichtung eine Antriebswalze 34 verbunden, parallel

zu der eine leer laufende oder angetriebene Walze 38 angeordnet '

ist. Von dem zu prüfenden Fahrzeug werden die Räder 39 (von de- ·.·

nen nur eins gezeigt ist) zwischen der Antriebswalze 34 und der %

angetriebenen Walze 38 pendelnd gelagert. Von der angetriebenen fs

Walze 38 aus wird über einen Riemen 43 ein Tachogenerator 4C i-

I angetrieben, der mit einem Geschwindigkeitsmesser 44 verbunden ί ist, um der Bedienungsperson eine Anzeige über die simulierte, ; von den Antriebsrädern 39 entwickelte Fahrgeschwindigkeit des I Fahrzeugs zu vermitteln. Die Leistung absorbierende Einrichtung 31
belastet den Motor automatisch derart, daß die einer gegebenen
Motordrehzahl· entsprechende richtige Last erzeugt wird.

Der Geschwindigkeitsmesser 44 ist in Fig. 6 im einzelnen darge- ■ stellt. Danach weist das Gerät eine mit geeichten Teilungen 46
entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs versehene
Skala 45 sowie einen Zeiger 49 auf, der durch den von dem Tachogenerator 40 erzeugten Strom betätigt wird; der Strom ändert sich
dabei mit der Drehzahl der angetriebenen Walze 38.

Die Skala 45 weist zwei rote Segmente 50 und 51 auf, die einer
Gewichtsklasse großer Fahrzeuge mit einem Gewicht über etwa
1.720 Kg entsprechen. Das Segment 50 überspannt einen Geschwindigkeitsbereich von 77 bis 80 Km/h und entspricht bei der Prü-

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- "ι 5

fung von Fahrzeugen dieser Gewichtsklasse der schnellen Fahrt (Betriebsart 1), während das Segment 51 einen Geschwindigkeitsbereich von 51 bis 56 Km/h überspannt und dem Langsamfahrt-Bereich (Betriebstyp 2) für derartige Fahrzeuge entspricht.

Die Skala 45 trägt ferner gelbe Segmente 53 und 54, die einer zweiten Fahrzeugklasse im Bereich von etwa 1.300 bis 1.700 Kg entsprechen. Das Segment 53 überspannt dabei einen Geschwindigkeitsbereich von etwa 70,5 bis 73,5 Km/h und entspricht einer schnellen Fahrt, während das Segment 54 einen Geschwindigkeitsbereich von etwa 46,5 bis 51 Km/h überspannt und der Langsamfahrt derartiger Fahrzeuge entspricht.

Weitere Segmente 55 und 56 auf der Skala 45 sind schwarz-gesprenkelt und entsprechen einer dritten Fahrzeug-Gewichtsklasse von etwa 815 bis 1250 Kg. Das Segment 55 überspannt dabei einen Geschwindigkeitsbereich von etwa 57,5 bis 61 Km/h entsprechend der schnellen Fahrt, während das Segment 56 einem Geschwindigkeitsbereich von etwa 35 bis 40 Km/h entsprechend der Langsamfahrt für Fahrzeuge dieser Gewichtsklasse entspricht.

Figur 7 veranschaulicht ein Kohlenmonoxid-(CO)-Meßgerät 57 mit einer Skala 58 und einem Zeiger 59· Die Skala ist von O bis 10 unterteilt und gibt den CO-Gehalt im Abgas in Prozent an.

Figur 8 zeigt ein Kohlenwasserstoff(HC)-Meßgerät 61, das wiederum eine Skala 62 und einen Zeiger 63 aufweist. Die Skala 62 trägt Teilungen 60 von O bis 15 zur Anzeige des HC-Gehalts in ppm χ 100.

Figur 9 veranschaulicht ein Stickstoffoxid(NO)-Meßgerät 64, das eine Skala 65 mit Teilungen 67 von O bis 50 und einen Zeiger 66 aufweist. Die Teilungen geben den NO-Gehalt im Abgas in ppm χ (= Zehntel Promille) an.

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Das CO-Meßgerät 57, das HC-Meßgerät 61 und das NO-Meßgerät 64 "bilden Teile eines existierenden Gasanalysators, der schematisch in Figur 5 gezeigt ist. Dieser Apparat weist, eine Meßröhre oder -sonde 69 auf, die normalerweise in das Fahrzeug-Auspuffrohr eingeführt wird, um kontinuierlich Proben des Abgases zu entnehmen. Die Abgasprobe wird einem Gas-Konditioniergerät 71 zugeführt, das das Gas bearbeitet oder konditioniert und feste Verschmutzungsstoffe daraus entfernt. Mit dem Konditioniergerät 71 ist eine Pumpe 72 verbunden, die das Gas durch das Konditioniergerät saugt und einem CO-Analysator 73, einem HC-Analysator 74 sowie wahlweise einem NO-Analysator 75 zuführt.

Wahlweise ist ferner ein elektronisches Ausdruckgerät 76 vorgesehen, das mit den CO-, HC- und NO-Analysatoren verbunden ist und dazu dient, die CO-, HC- und NO-Werte von den Meßgeräten 57, 61 bzw. 64 nach Stabilisierung der Ablesungen automatisch aufzuzeichnen. Um sicherzustellen, daß der Prüfer die Fahrzeuggeschwindigkeit auf den vorgeschriebenen Werten ausreichend lange hält, damit sich die CO-, HC- und NO-Meßgeräte stabilisieren können, ist zwischen das CO-Meßgerät und das Ausdruckgerät ein elektrisches Zeitverzögerungsglied 77 eingeschaltet. Ähnliche Verzögerungsglieder 78 und 79 können zwischen die HC- und NO-Meßgeräte einerseits und das Ausdruckgerät 76 andererseits eingeschaltet sein.

Figur 4 zeigt eine Leistung/Geschwindigkeits-Kurve für die Energie absorbierende Einrichtung 3i, die zur Benützung bei der Durchführung von Abgas-Auswertprüfungen ideal ist. Wie gezeigt, ist die Geschwindigkeit in Km/h auf der Abszisse und die Leistung in PS auf der Abszisse aufgetragen. Grundsätzliche Kenngröße dieser Kurve bildet der Wert bei 30 PS und 80 Km/h, der sich zui Prüfung großer Fahrzeuge in der Gewichtsklasse von etwa 1.720 Kg und darüber bei "schneller Fahrt" eignet. Für Mittelklassewagen in der Gewichtsklasse von etwa 1.270 bis 1.700 Kg liegt die grundsätzliche Kenngröße bei 24 PS und 73,5 Km/h, wobei dieser Wert

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wiederum für die Prüfung bei schneller Fahrt gilt. Für Kleinwagen in der Gewichtsklasse von etwa 815 bis 1.250 Kg liegt die grundsätzliche Kenngröße bei 15PS und 61 Km/h; wiederum gilt dieser Wert für die Prüfung bei schneller Fahrt. Wie oben erwähnt, entspricht die Prüfung bei schneller Fahrt dem erfindungsgemäßen Betriebstyp 1 . Die V/erte für Lasten und Gescnwindigkeiten zur Prüfung beim Betriebsmodus 2 (Langsamfahrt) ergeben sich automatisch aus der gleichen Kurve, wie Jm folgenden erklärt wird. Die gewählten Arbeitspunkte oder Betriebstypen für die Motorprüfung beziehen sich auf verschiedene Arbeitsphasen des Motors. Eine Prüfung erfolgt beispielsweise bei Leerlauf, bei dem sämtliche Mo tor Ly steine unter festen Bedingungen arbeiten, wie sie vom Fahrzeughersteller angegeben sind. Im Leerlauf des Γ Motors sind Zündwinkel, Motordrehzahl und das Kraftstoff/Luft-

\ Leerlaufverhältnis des Vergasers vom Fahrzeughersteller vorge-

schrieben und einstellbar. Verdichtungsdruck und Verbrennungstemperatur sind bei Leerlaufdrehzahl des Motors niedrig und

^!; stehen in fester Beziehung zu den Einstellungen für Zündwinkel,

Drehzahl, Temperatur und Kraftstoff/Luft-Verhältnis.

Oberhalb der Leer lauf drehzsihl, wenn der Motor Leistung zur Bewegung von Lasten entwickelt,, ändern sich - abgesehen von Verweilzeiten - sämtliche obigen Bedingungen gegenüber ihren Leerlaufparametern. Bei Öffnen der Drosselklappe zur Steigerung der Motorleistung und/oder der Ausgangsdrehzahl nimmt dib Luftströmung durch den Motor ständig erheblich zu. Die durch die steigende Luftströmung und/oder Motordrehzahl erzeugten Signale bewirken eine automatische Regelung des Zündpunktes und eine Zunähme der Kraftstoffströmung. Während des Leerlaufbetriebs des Motors kommt dabei der Kraftstoff aus einem Leerlaufsystem des Vergasers, während dann, wenn der Motor Leistung abgeben soll, die Drosselklappe geöffnet wird und der erforderliche zusätzliche Kraftstoff aus einem Hauptstrahl des Vergasers stammt, der von dem Leerlaufstrahl getrennt ist. Infolge der zunehmenden Öffnung der Drocselklappe und der sich ergebenden Luftströmung treten höhere Verdichtungsdrucke und Verbrennungstempera-

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türen, ein höherer Kraftstoffbedarf sowie ein höherer Strombedarf für das Zündsystem auf. Es ist offensichtlich, daß Motoren unter Umständen in einer Phase ihres Arbeitsbereichs gut arbeiten, in anderen Phasen dagegen nicht.

Wie aus dem folgenden ersichtlich, gelten die gleichen Bedingungen nicht nur für in Kraftfahrzeuge eingebaute Motoren, sondern auch für neue, vom Montageband kommende Motoren. Für die praktische Verwendung müssen Verfahren zur Prüfung einer großen Anzahl von Motoren kurz sein, gleichgültig, ob die Motoren in Fahrzeuge eingebaut sind oder frisch vom Montageband kommen; diese Bedingung beschränkt die Prüfung und Beobachtung des Motorverhaltens auf vorgegebene Punkte innerhalb der Leistungs- und Drehzahlkapazität des jeweiligen Motors. Die ausgewählten Betriebstypen, mit denen erfindungsgemäß gearbeitet wird, bilden Arbeitsbedingungen im stabilen Zustand bei konstanter Motordrehzahl und Last. Sie sind ausgewählte stabile Punkte des Arbeitsbereichs innerhalb des interessierenden Leistungs- und Drehzahlbereichs, die die Maschinensysteme zuverlässig in einer V/eise beanspruchen, daß fehlerhafte Komponenten in dem System aufgezeigt werden. V/eitere Betriebstypen können zusätzlich vorgesehen werden, sind jedoch zur laufenden Fertigungsprüfung von Motoren nicht erforderlich. Einer dieser weiteren Betriebstypen bildet die Arbeitsweise bei vollständig geöffneter Drosselklappe; dieser Betrieb wird jedoch bei der Fertigungsprüfung der Motoren im warmen Zustand vor dem Einbau in ein Kraftfahrzeug nicht verwendet, da es wegen des möglicherweise auftretenden erheblichen Schadens nicht erwünscht ist, neue Motoren mit voller Leistung zu betreiben, bevor sie etwas eingelaufen sind. Daher umfaßt das im folgenden beschriebene Fertigungsprüfsystem keine Vorkehrungen für eine Prüfung bei vollständig geöffneter Drosselklappe, wenn auch Derartiges bei Bedarf vorgesehen sein könnte.

Die vorliegende Betriebstypen-Prüfmethode erfordert die Verwendung eines Dynamometers oder einer sonstigen Energie absorbierenden Einrichtung, um vorgegebene Belastungen bei vorgegebenen

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Geschwindigkeiten'entsprechend den in verschiedene Gewichtsklassen fallenden Fahrzeugen zu erzeugen, wobei die Geschwindigkeit und Belastung gemäß einer festen Geschwindigkeits/Last-Kurve (Figur 4) erbracht werden, gemäß der sich die aufgebrachte Last im wesentlichen mit der di'itten Potenz der Geschwindigkeit ändert. Es hat sich herausgestellt, daß leichte Abweichungen der tatsächlichen Werte von den durch diese Kurve angegebenen Werten durchaus zulässig sind, ohne die Ergebnisse zu beeinträchtigen.

Die Prüfung nach der vorliegenden Methode wird durch Verwendung einer geeigneten Leistung absorbierenden Einheit mit fester Füllung erheblich vereinfacht, wobei diese Einheit bei vollständiger Füllung mit Wasser automatisch die gewünschte Last bei den vorgewählten Fahrzeuggeschwindigkeiten aufbringt. Dadurch wird es möglich, daß das Verfahren durch eine nicht ausgebildete Prüfungsperson durchgeführt wird. Diese Person braucht nur das Gaspedal niederzudrücken, um die Vergaserklappe um den jeweils richtigen Betrag zu öffnen, so daß der Motor mit den angegebenen simulierten Fahrgeschwindigkeiten läuft, wie sie für Fahrzeuge der drei verschiedenen Gewichtsklassen vorgeschrieben sind, sowie den Motorbetrieb bei den vorgegebenen Geschwindigkeiten ausreichend lange aufrechtzuerhalten, so daß die Instrumente zur Anzeige der CO- und HC-Werte im Abgas sich stabilisieren und diese Werte auf einer Meldekarte aufgezeichnet werden können.

Figur 19 veranschaulicht eine Meldekarte 82, wie sie entweder für Prüfungen von Motoren nach dem Einbau in Fahrzeuge oder mit nur geringfügiger Änderung in dem nachstehend beschriebenen Fertigungs-Prüfsystem verwendet werden kann. Diese Karte weist einen freien Raum 83 auf, in dem benötigte Informationen eingetragen werden können. Falls der Motor, eingebaut in ein Fahrzeug, geprüft werden soll, können der Name des Fahrzeughalters sowie die vollständigen Kenndaten des zu prüfenden Fahrzeugs oder ähnliche Informationen eingesetzt v/erden. Auf der Meldekarte 82 sind ferner drei horizontale Zeilen von Feldern aufgedruckt. Die oberste

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Zeile 84 weist drei Felder auf, die die Beschriftungen "schnelle Fahrt", "Langsamfahrt" und "Leerlauf" entsprechend den drei Prüfbetriebstypen tragen. Diese Felder sind zweckraäüigerweise von links nach rechts in der bevorzugten Reihenfolge angeordnet, in der die Betriebstypen-Prüfungen durchgeführt werden.

Die zweite Felderzeile 85 enthält ein erstes Feld mit der Aufschrift "GO" (Kohlenmonoxid) sowie zusätzliche Felder 85a, 85b und 85c, die direkt unter den jeweiligen Beschriftungen für die Betriebstypen stehen. In das Feld 85a ist - lediglich zur Erläuterung - ein zulässiger Höchstwert von 2 $> CO-Abgabe bei schneller Fahrt eingedruckt, in das Feld 85b ein zulässiger Höchstwert von 2,5 $> von CO-Abgabe bei Langsamfahrt und in das Feld 85c ein zulässiger Höchstwert von 3 % bei Leerlauf.

Die dritte Zeile 86 umfaßt ein erstes Feld, das die Beschriftung "HC" (unverbrannte Kohlenwasserstoffe) trägt, sowie weitere Felder 86a, 86b und 86c, die direkt unterhalb den Feldern 85a, 85b bzw. 85c stehen. In das Feld 86a ist - wiederum nur zum Zwecke der Erläuterung - ein zulässiger Höchstwert für HC-Abgabe bei schneller Fahrt von beispielsweise 220 ppm (Tausendstel-Promille) eingedruckt, in das Feld 86b ein zulässiger Höchstwert von 240 ppm HC bei Langsamfahrt und in das Feld 86c ein zul. Ieerl£.uf-Höchstwert von 290 ppm. Ein Haken in einem Feld bedeutet Zurückweisung wegen übermäßiger Abgabe der betreffenden Verunreinigung.

Während einer Prüfung eines im Fahrzeug eingebauten Motors werden die entsprechend dem Betriebstyp bei den für das jeweilige Fahrzeug vorgeschriebenen Lasten und Geschwindigkeiten erzielten Werte unter den angegebenen zulässigen Werte eingetragen. Beispielsweise mögen die Werte für CO bei schneller Fahrt, " Langsamfahrt und Leerlauf 0,4 #, 0,6 # bzw. 3,0 % betragen. Alle diese Werte liegen innerhalb der zulässigen Werte und könnten in den entsprechenden Kästchen verzeichnet werden, während jedoch kein Kästchen abzuhaken wäre. Dagegen mögen bei-

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spiel3weise die HC-Werte gemäß Figur 19 für schnelle Fahrt, Langsamfahrt und Leerlauf bei 1252, 1350 bzw. 1482 liegen und damit die zulässigen Werte ganz erheblich überschreiten; diese Werte wären in die betreffenden Kästchen einzutragen, und außer- | dem wäre jedes der Felder 86a, 86b und CSc abzuhaken.

Sofern bei der Prüfung des eingebauten Motors zusätzliche Prüfungen auf NO durchgeführt werden sollen, könnte unter der Zei-Ie 86 eine weitere (nicht gezeigte) Zeile von Feldern vorgesehen werden. Falls weiterhin eine Prüfung des Motors mit voll geöffneter Drosselklappe erwünscht ist, könnte rechts von der Leerlaufspalte nach Figur 19 eine weitere Spalte vorgesehen werden, wobei der i-ctor bei dieser Geschwindigkeit betrieben und die gesuchten Werte gemessen würden.

Figur 4 veranschaulicht die Tatsache, daß durch Änderung der Geschwindigkeit auch die von der leistung absorbierenden Einrichtung 31 aufgebrachte Belastung geändert wird, wodurch bei der Durchführung der Prüfungen äußerste Einfachheit erzielt wird, da die Bedienungsperson lediglich das Instrument abzulesen braucht, das die von dem Motor mix auf den Dynamometer-Walzen 34 und 38 laufenden Fahrzeugrädern entwickelte, simulierte Geschwindigkeit in Km/h anzeigt. Arbeitet der Motor mit der gewünschten Geschwindigkeit, so hält die Bedienungsperson die Geschwindigkeit für ein paar Sekunden konstant, beobachtet dabei die CO- und HC-Meßgeräte 57 und 61 und schreibt die Meßwerte ax, '. die in Figur 19 gezeigte Meldekarte.

Diese Meldekarte wird dann in Verbindung mit einer Wertetabelle verwendet, von der ein Teil in Figur 20 veranschaulicht ist. Die Wertetabelle trägt Diagramme, wie sie in Figur 20 gezeigt sind, wobei verschiedene Zurückweisungs-Bedingungen angegeben sind. Die Bedienungsperson bringt dann das auf der Meldekarte nach Figur 19 ermittelte Muster an Zurückweisungs-Kaken mit den verschiedenen Feldern der Wertetabelle in Übereinstimmung. Dabei

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ist zu beachten, daß das Zurückweisungs-Muster nach Figur 19 genau zu dem auf dem Teil der Wertetabelle nach Figur 20 gezeigten Zurückweisungs-Muster paßt. Unter den verschiedenen Feldern nach Figur 20 stehen dabei etwa die folgenden Informationen.

Gewöhnliche Ursachen

Wahrscheinlichste Ursache ist eine Fehlzündung infolge Versagens eines Bauteils des Zündsystems.

Wartungsmaßnahmen

1. Wahrscheinlich ist das häufigste Problem eine fehlerhafte Zündkerze; dies sollte jedoch nicht ohne ordnungsgemäße Prüfung angenommen werden.

2. Zündsystem mit Oszilloskop und zugehörigen Instrumenten prüfen. Zeigt das Schirmbild nicht deutlich eine fehlerhafte Zündkerze, so ist auf folgendes zu achten:

a. Fehlerhafte Zündkabel.

b. Zu hoher Kontaktwiderstand oder Lichtbogenbildung.

c. Überschlag infolge gebrochenem oder verkohltem Deckel oder Rotor.

d. Feuchtigkeit im Verteilerdeckel oder an den Kabeln.

e. Starke Abweichung im Verzögerungswinkel oder Kontaktabstand.

f. Zu geringe Ausgangsspannung der Zündspule.

g. Zu geringe Primärspannung an der Zündspule.

h. Wackelkontakt etwa zwischen Verteilerplatte und Erde oder zwischen Zündspule und Kontakt.

Am Ende der Reparatur immer die grundsätzlichen Leerlaufeinstellungen für Zündverzögerung und Zündzeitpunkt sowie Kraftstoff/Luft-Verhältnis vornehmen.

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Z(o

Die in Figur 19 gezeigte Meldekarte gibt für die Prüfung bei allen drei Betriebstypen zuviel Kohlenwasserstoff an. Demgemäß würde die angegebene Ursache für zuviel HC bei den drei Betriebstypen gelten, nämlich Fehlzündung infolge Versagen eines Bauteils des Zündsystems. Somit ermöglicht es die Wertetabelle in Verbindung mit der Meldekarte 82, daß das Prüfpersonal die Fehlfunktion rasch korrigiert, da die Karte nicht nur die Art der Fehlfunktion angibt, sondern auch die zur Behebung derselben erforderlichen Schritte erläutert.

Aus der obigen Erörterung geht hervor, daß die hier beschriebenen Meldekarten und Wertetabellen typische Beispiels eines einzelnen fehlerhaften Zustandes sind, bei dem zuviel HC an sämtlichen Prüfpunkten auftritt, und daß in der Praxis die Meldekarten auch eine Zurückweisung eines Motors wegen anderer Fehlfunktionen anzeigen, wobei auch Wertetabellen für andere Fehlfunktionen zur Verfügung stehen, um die Behebung derartiger Fehler zu unterstützen.

Das Verfahren mit Betriebstypen läßt sich auch, wie in der oben erwähnten US-Patentanmeldung 306 815 dargelegt, zur Auswertung von Motoren im Zustand der Beschleunigung und Verzögerung anwenden; eine Erläuterung einer solchen Anwendung ist jedoch für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich. Das gleiche gilt für den Betrieb bei voll geöffneter Drosseiklappe sowie bei der Prüfung auf NO-Abgabe.

Wie ersichtlich, können die Geschwindigkeiten und Belastungen bei den verschiedenen hier beschriebenen Prüfbetriebstypen leicht geändert werden, wobei immer noch befriedigende Ergebnisse erzielt werden. Dabei wird darauf hingewiesen, daß zwar die Reihenfolge der Prüfung geändert werden kann, daß sich jedoch beste Ergebnisse dann erzielen lassen, wenn die Prüfung gemäß der Reihenfolge "schnelle Fahrt", "Langsamfahrt" und "Leerlauf" erfolgt.

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Je nach den mit der Prüfung verfolgten Zielen und den Änderungen im Aufbau der Motor- und Abgassteuersysteme können außerdem Betriebstypen hinzugefügt oder weggelassen werden.

Nachdem nun dargelegt worden ist, wie eine Motorabgasprüfung zur Prüfung bereits in Kraftfahrzeuge eingebauter Motoren verwendet wurde, um zu bestimmen, ob diese Motoren gewisse AbgasbeStimmungen erfüllen, und Fehler im Motor entsprechend den bei einer Analyse der Abgase ermittelten Werten aufzuzeigen, I:ann man sich die erheblichen Probleme vorstellen und abschätzen, mit denen die Anmelderin bei Anwendung derartiger Verfahren und Vorrichtungen zur Fertigungsprüfung von Motoren unter Last im warmen Zustand vor ihrem Einbau in Kraftfahrzeuge konfrontiert war.

Wie sich aus der obigen Erörterung ergibt, wäre eine Prüfung des Kraftfahrzeugmotors unter Last und im warmen Zustand vor seinem Einbau in das Kraftfahrzeug erwünscht, die Ergebnisse liefern würde, die auf die nach dem obigen Verfahren erzielten Ergebnisse bezogen werden können, um sicherzustellen, daß die in der Fabrik hergestellten Motoren beim Einbau in das Kraftfahrzeug den Konstruktionsparametern entsprechen; jedenfalls ist dies einer der Faktoren, die die Anmelderin zur Arbeit an der vorliegenden Erfindung veranlaßt haben.

Noch wichtiger ist jedoch die große Anzahl an Informationen über Fehlverhalten des Motors, die sich aus einer Analyse der durch das Betriebstypen-System der Abgasprüfung ermittelten Daten ergeben. Wie sich zeigt, kann dann, wenn sich ein Motorfehler rasch und ohne ein verhältnismäßig langes und teures Prüfverfahren genau bestimmen läßt und wenn der Motor nicht als Glücksache, sondern mit genauer Kenntnis des Fehlers repariert werden kann, die Reparatur von Kraftfahrzeugmotoren am Ende der Fertigungsstraße rasch und billig erfolgen, wobei viel Zeit und Aufwand gespart und gelegentlich ein Motor davor bewahrt wird, zum Ausschuß zu gelangen. Daher wurde es außerordentlich wichtig, an einer Anpassung des Betriebstypen-Systems für die Serienfertigung zu arbeiten.

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Beim Versuch, das Verfahren an die Serienfertigung anzupassen, stieß die Anmelderin sofort auf mehrere Probleme, die bei der \ Motorprüfung im eingebauten Zustand nicht vorhanden waren.

f Das erste sich darbietende Problem, das viel Experimentierst arbeit zur Lösung erforderte, bestand darin zu ermitteln, wann

ein frisch vom Montageband kommender Motor zur Prüfung bereit ist. Es ist erkannt worden, daß ein neuer Motor ein gewisses

"Beruhigen" oder "Einfahren" erfordert, bevor er geprüft werden Ii · kann und bevor zuverlässige Testergebnisse erwartet werden, kbn-

nen. Wie in dem Diagramm nach Figur 18 in der mit 90 bezeichneten Kurve veranschaulicht, ist experimentell gefunden worden, daß die meisten neuen Mctox^-en nach einer Minute oder weniger zur Prüfung bereit sind, daß einige jedoch langer brauchen, bevor sie einen prüffähigen Zustand erreichen. Da es zweckmäßig ist, Motoren nicht langer als nötig zu prüfen, ist zu entscheiden, welche Zeitspanne für den jeweiligen Motortyp zinn "Beruhigen" zugelassen werden soll, oder abzuschätzen, wann der einzelne Motor bereit ist.

Da sich der Motor unter Last natürlich viel rascher erwärmt und da experimentell festgestellt wurde, daß ein Betrieb des Motors ',ei schneller Fahrt oder etwas darüber einem neuen Motor nicht schadet, wird der Motor b?i der empfohlenen schnellen Fahrt oder darüber betrieben, um ihn schneller zu erwärmen und wertvolle Zeit zu sparen.

Der Motor ist prüfbereit, entweder wenn die Drosselklappe voll geöffnet ist oder wenn dies durch die Motortemperatur angezeigt wird oder wenn die CO-Abgabe stabil ist.

Das nächste sich bietende Problem betrifft die eigentliche Art der Serienfertigung selbst insofern, als ein Motorprüfband zwar zur möglichst raschen Prüfung eines Motorcyps ausgelegt ist, gleichzeitig jedoch so konstruiert sein muß, daß es spätere Änderungen in den Mctorgrößen und -typen zuläßt.

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Daher wird vorzugsweise eine Leistung absorbierende Einrichtung mit fester Füllung vorgesehen, die sich leicht auf derartige spätere Änderungen in einfacher und billiger We\se umstellen läßt.

Dabei besteht das Interesse darin, den Motor innerhalb eines Leistungs- und Geschwindigkeitsbereichs zu prüfen, der demjenigen Bereich ähnlich ist, wie er verlangt wird, wenn das mit dem Motor ausgestattete Fahrzeug der amtlichen Abgasprüfung unterworfen wird. Amtliche Prüfungen werden auf Fahrgestell-Dynamometern durchgeführt, die insbesondere Fahrt auf der Straße einschließlich vorgeschriebenen Beschleunigungs- und Verzögerungswerten sowie gleichmäßigen Fahrgeschwindigkeiten simulieren. Das Fahrgestell-Dynamometer wird dabei für die jeweilige Fahrzeug-Gewichtsklasse eingestellt, um die Wirkung von Gewicht und Windwiderstand auf eine im wesentlichen gleichmäßige Belastung möglichst ähnlich zu kopieren.

Da die äquivalenten gleichmäßigen Fahrgeschwindigkeiten sowie die Werte der Geschwindigkeitsänderung vorgeschrieben sind, sind auch die Spitzengeschwindigkeiten und -fahrleistungen bekannt und für die verschiedenen Fahrzeuggewichtsklassen gleich. Die in Figur 4 gezeigte Leistung/Geschwindigkeits-Kurve für rasche Prüfungen mit Fahrgestell-Dynamometern ist gewählt worden, um die Motoren in den verschiedenen Fahrzeug-Gewichtsklassen bei schneller Fahrt ausreichend zu belasten, so daß der Motcr Leistungen erzeugen muß, die in der Nähe seiner Spitzenleistung bei Durchführung der amtlichen Prüfung liegen. Die Fahrgeschwindigkeiten für große und Mittelklasse-Fahrzeuge sind für "schnelle Fahrt" höher als diejenigen Fahrgeschwindigkeiten, bei denen in der amtlichen Prüfung gewöhnlich Spitzenleistung verlangt wird. Dadurch wird es möglich, daß die rasche Prüfung mit auf höchsten Gang geschaltetem Getriebe durchgeführt wird und daß Spitzenmotordrehzahlen ähnlich denjenigen Drehzahlen erzielt v/erden, wie sie in dem tieferen Gang erreicht werden, der gewöhnlich

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bei der amtlichen Prüfung während Spitzenbeschleunigungswerten gefordert wird. Die leichten Importfahrzeuge oder Kleinwagen werden dagegen in der raschen Prüfung in einem kleineren Gang betrieben. Im wesentlichen wird der Motor gemäß der in Figur gezeigten Leistungskurve des Fahrgestell-Dynamometers und den vorgeschriebenen Prüfungsgeschwindigkeiten für schnelle Fahrt in der Nähe der Spitzenleistung und -geschwindigkeit betrieben, die beim Antrieb der Antriebsräder des Fahrzeugs während der amtlichen Prüfung auftreten. Erfindungsgemäß wird die Motorantrieoswelle mit der Energie absorbierenden Einrichtung gekuppelt, ohne daß das Fahrzeuggetriebe sur Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen Motor und Energieverbraucher ausgenützt werden könnte, wie dies bei einem vollständigen Fahrzeug der Fall ist. Würde man beispielsweise einen Motor mit einem Zylinderinhalt prüfen, wie er normalerweise für große Fahrzeuge vorgesehen wird, und wollte man mit diesem Motor die Prüfung bei schneller Fahrt durchführen, so müßte der Motor mit etwa 2.000 Upm betrieben werden, was etwa die Spitzendrehzahl darstellt, die der Motor während einer amtlichen Abgasprüfung erreichen würde.

Für die Prüfung des genannten Motors würde man daher eine Last von 45 PS bei 2.000 Upm benötigen. Verwendet man nun die in großen Mengen hergestellten Leistung absorbierenden Bauelemente, so kann die gewünschte Motorlast bei der erforderlichen Drehzahl erreicht werden oder auch nicht; in Wirklichkeit wird der Wert aller Wahrscheinlichkeit nach eicht erreicht. Daher war es erforderlich, einen Weg zu finden, um die normalen Leistung absorbierenden Einrichtungen in einfacher Weise derart zu modifizieren, daß die gewünschte Last bei der gewünschten Drehzahl für eine große Vielzahl von Motoren erreicht wird, ohne eine vollständig neue Einrichtung für jeden Typ und jede Größe der zu prüfenden Motoren bauen zu müssen, was aus Kostengründen ausscheidet.

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Gemäß Figur 10 "besteht eine typische Leistung absorbierende Einrichtung, generell mit 91 beziffert, gewöhnlich aus einem äußeren Gehäuse mit einem rechten Abschnitt 92 und einem linken Abschnitt 93. In der Einrichtung 91 ist ein festes Turbinenrad (Stator) 94 und ein umlaufendes Turbinenrad (Rotor) 95 angeordnet, wobei das letztere fest auf einer Welle 96 montiert ist und sich mit dieser dreht. Der Rotor 95 ist dabei durch eine Feder 97 auf die Welle 96 aufgekeilt. Die beiden Abschnitte 92 und 93 der Einrichtung 91 werden durch geeignete Mittel dicht zusammengehalten. Die Einrichtung ist durch Bolzen 101 an einen Prüfstand angeschraubt, der generell mit der Ziffer 100 bezeichnet ist. Ein V/assereinlaß 102 dient dazu, dem Innern der Einrichtung 91 Wasser zuzuführen, um sie während des Betriebs vollständig gefüllt zu halten. Um eine Überhitzung der Einrichtung 91 während des Betriebs zu vermeiden, ist ferner ein Wasserauslaß 103 vorgesehen, durch den Wasser aus der Einrichtung abfließen und somit durch diese zirkulieren kann, wenn ein Temperaturfühler 104 (vgl. Figur 23) eine vorgegebene Temperatur, im vorliegenden Fall 160°, erreicht. Der Antrieb der Wellt 96 der Leistung absorbierenden Einrichtung 91 erfolgt durch eine von einem Riemen 106 angetriebene Riemenscheibe 105. Figur 11 zeigt eine Kurve, die die Belastung bei vollständiger Füllung der in Figur 1C gezeigten bekannten Leistung absorbierenden Einrichtung in seinem unmodifizierten Zustand wiedergibt. Dabei ist zu beachten, daß die Einrichtung in der Lage ist, 125 PS bei 1050 Upm zu leisten. Dies ist zur Durchführung der Betriebstypen-Abgasprüfung an üblichen Personenkraftwagen-Motorsn zu viel.

Zur Erläuterung sei nun angenommen, daß eine Motoren-Prüfstraße gebaut oder umgeschaltet werden soll, die 45 PS bei 2000 Upm erfordert. Anstatt nun die verhältnismäßig wenigen Leistung absorbierenden Einrichtungen, die für die Motoren-Prüfstraße erforderlich sind, da jeder Prüfstand nur eine einzige derartige Ein-r richtung benötigt, selbst zu bauen und dabei jedes einzelne Bauteil einer handelsüblichen Leistung absorbierenden Einrichtung unter übermäßigen Kosten neu konstruieren und maßstäblich ver-

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kleinern zu müssen, hat die Anmelderin einen Weg gefunden, die besagten handelsüblichen Einrichtungen in einfacher und billiger Weise zu modifizieren und dabei Vorteile einer einfachen Bedienung und Wartung zu erzielen, wie sie mit variablen Lastabsorbern nicht erreicht werden.

i Variable Lastabsorber werden jedoch in verhältnismäßig großen

? Mengen hergestellt, weil sie ein großes Anwendungsgebiet auf-

} weisen; dabei kann es sich um Geräte handeln, wie sie in den

US-Patentschriften 2 768 711 oder 2 870 875 offenbart sind, die im wesentlichen aus einem umlaufenden Turbinenrad (Rotor) und einem festen Turbinenrad (Stator) gemäß Figur 10 bestehen. Sowohl Rotor als auch Stator haben die Form eineo Torus mit einem kleineren Radius a und einem größeren Radius b, wobei die einander zugewandten Kanten der Rotorflügel 99 und der Statorflügel 98 senkrecht zur Rotorwelle 96 verlaufen.

Die Anmelderin hat an einer derartigen normalen Leistung absorbierenden Einrichtung herausgefunden, daß sich ihre Lastkenn-

I linie ändern läßt, indem die Rotorflügel 99 oder die Statorflüj) gel 98 unter einem Winkel beschnitten v/erden, der am kleineren

α Durchmesser der Torusform beginnt und von einer senkrecat zur

i; Mittellinie des Rotors oder Stators durch den kleineren Lurch-

jt messer verlaufenden Linie gemessen wird, beispielsweise unter

j" einem Winkel von 41,5°, da die Geschwindigkeit verringert wird,

I_I mit der das Strömungsmittel zwischen dem Rotor 95 und dem Sta-

/ tor 94 hindurchtritt. Durch verschiedene Winkel der Flügelkanten

\ lassen sich Leistung absorbierende Einrichtungen mit unterscaied-

)i liehen Höchstkapazitäten erzeugen.

i; Es ist nun sehr leicht, eine Leistung absorbierende Einrichtung

■? zu schaffen, deren Lastkurve dem gewünschten Optimalwert von

I Leistung zu Geschwindigkeit für die Betriebstypen-Abgasprüfung

I erfüllt, d.h. bei der die PS-Leistung im wesentlichen proportio-

I nal zur dritten Potenz der Geschwindigkeit ist.

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Um also eine Leistung absorbierende Einrichtung mit der genann- | ten Flexibilität vorzusehen, hat die Anmelderin eine derartige
Einrichtung gewählt, deren Kapazität für jedweden vorhersehbaren späteren Bedarf groß genug ist, und die Flügel 99 des
Rotors 95, die Flügel 98 des Stators 94 oder beide in der oben
beschriebenen Weise beschnitten, bis die Einrichtung die richtige Kapazität zur Prüfung derjenigen Motorenfamilie hatte,
für die die betreffende PrüfStandanlage vorgesehen war, im vorliegenden Fall einen Wert von 45 PS bei 2000 Upm. ^!

Wie in Figur 13 gezeigt, ergibt die modifizierte Leistung absor- £

bierende Einrichtung nach Figur 12 tatsächlich eine Last von ;'f.

45 PS bei 2000 Upm. f,

Auf diese Weise läßt sich also eine Energie absorbierende Ein- ':;

richtung für einen zur Prüfung praktisch jeden Motors gebauten |

Prüfstand vorsehen, die sich aiißerdem leicht an alle etwa später '■]

noch auftretenden Prüfungserfordernisse anpassen läßt, wobei ^?!

gleichzeitig eine gleichmäßige Belastung für die tagtäglich y

geprüften Motoren erreicht wird und keinerlei mechanische oder |

elektrische Steuerungen erforderlich sind, um zu erreichen, daß i

die Einrichtung der gewünschten Kurve folgt. J

Nachdem nun das Hindernis überwunden war, das in der Frage be- | stand, wie eine normale Leistung absorbierende Einrichtung in ein- * fächer Weise zu modifizieren sei, um die zum Prüfen der vielen I verschiedenen gegenwärtig vorhandenen Motoren erforderliche Be- j lastung zu erzielen, war die Anmelderin in der Lage, die Be- i triebstypenprüfung auf Serienfertigungsbasis einzusetzen. Eine j typische Betriebstypen-Prüfkarte für einen einer Fertigungs- \ prüfung unter Last in warmem Zustand unterworfenen Motor ist ■ in Figur 15 gezeigt und generell mit der Ziffer 109 bezeichnet.
Diese Karte ist für einen Motor mit einem Zylinderinhalt bestimmt, wie er gewöhnlich in Personenkraftwagen mit einem Gewicht von 1720 Kg und darüber verwendet wird. Wie ersichtlich, .j

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wird in diesem Pall die Motorprüfung für schnelle Fahrt, was dem Betriebtyp 1 nach Figur 4 entspricht, bei etwa 2000 Upm durchgeführt, wobei der Motor gleichzeitig mit einer Last von etwa 45 PS beaufschlagt wird. Die Langsamfahrt-Prüfung des Motors wird bei etwa 1400 Upm durchgeführt, wobei an dem Motor gleichzeitig eine Last von etwa 16 PS angreift, während der Leerlauf-Test bei der vom Hersteller angegebenen Drehzahl erfolgt.

Eine Fertigungsprüfung des Motors im warmen Zustand unter Last könnte also manuell unter Verwendung des vereinfachten Systems nach Figur 14 vorgenommen werden. In diesem Fall würde der Motor gestartet und zum Erwärmen mit einer der schnellen Fahrt entsprechenden Drehzahl betrieben, wobei zur Entnahme einer Abgasprobe die Sonde 69 in die Auspuffleitung 110 eingeführt wird. Die Pumpe 72 saugt dabei das Gas durch das Konditioniergerät 71, um die Abgase vorzubehandeln und feste Verschmutzungsstoffe zu entfernen.

Bei gegenwärtigen Motoren hat es sich herausgestellt, daß die Prüfung auf NO bei der Serienfertigung wenig Wert hat, so daß der obige, bei der Prüfung von Motoren im eingebauten Zustand verwendete NO-Analysator 75 mit dem Verzögerungsglied 79 in dem Fertigungs-Prüfungssystem nicht vorhanden ist, bei Bedarf aber hinzugefügt werden kann. Stattdessen leitet die Pumpe 72 die Abgase nur dem CO-Analysator 73 und dem HC-Analysator 74 zu« Die Verzögerungsglieder 77 und 78 sorgen dafür, daß die Ablesungen erst stattfinden, wenn sich der Motor "beruhigt" hat. Die Prüfungen auf CO und HC werden dabei für Langsamfahrt und Leerlauf wiederholt.

Im Interesse einer raschen Fertigungsprüfung des Motors sind anstelle der komplizierten CO- und HC-Meßgeräte 57» 61, wie sie oben erläutert worden sind, ein CO-Meßgerät 111 gemäß Figur 16 und ein HC-Meßgerät 112 gemäß Figur 17 vorgesehen. Ähnlich wie die weiter oben genannten Meßgeräte ist das CO-Meßgerät 111 mit

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einer Skala 114 und einem Zeiger 115 versehen. Die Teilungen auf dem Meßgerät sind zwar den oben verwendeten ähnlich; auf der Fläche der Skala 114 ist jedoch eine zusätzliche Beschriftung angebracht. So sind auf der Skala 114 das mit der Ziffer 116 bezeichnete Wort "Brauchbar", das den zulässigen CO-Bereich angibt, sowie die mit der Bezugsziffer 117 bezeichnete Beschriftung "Fehlerhaft", das den unzulässigen CO-Bereich im Abgas angibt, vorgesehen. Im Gegensatz zu der Prüfung des Motors im eingebauten Zustand, bei der die tatsächliche Ablesung an der Skala erfolgt und auf die Meldekarte geschrieben wird, hat die Bedienungsperson bei der Fertigungsprüfung nur darauf zu achten, ob der Zeiger 115 im "brauchbaren" oder im "fehlerhaften" Bereich steht, und diese Feststellung auf der Meldekarte nach Figur 19 einzutragen.

Bei Verwendung in der Fertigungsprüfung sind die einzelnen Prüfpunkte in der Felderzeile 84 auf der Meldekarte nach Figur 19 nicht mit "Schnelle Fahrt", "Langsamfahrt" und "Leerlauf", sondern mit Motordrehzahlen, im vorliegenden Fall mit 2000 Upm, 1400 Upm bzw. 600 Upm bezeichnet. Bei jedem dieser Drehzahlwerte hat die Bedienungsperson nur darauf zu achten, ob der Zeiger 115 auf dem zulässigen oder dem fehlerhaften CO-Bereich steht und dasjenige Feld abzuhaken, bei dem eine Fehlfunktion angezeigt wird. In dem Beispiel nach Figur 19 gibt die Meldekarte an, daß der Motor der CO-Prüfung in allen Drehzahlbereichen genügt.

In ähnlicher Weise ist das HC-Meßgerät 112 mit einer Skala 120 und einem Zeiger 121 versehen. Wiederum sind an dem HC-Meßgerät 112 Beschriftungen angebracht, die einen "brauchbaren" und einen "fehlerhaften" HC-Bereich angeben. Diese Beschriftungen sind mit den Bezugsziffern 123 bzw. 124 bezeichnet.

Die Anmelderin hat nun ihre Erfindung auf die speziellen Anforderungen der Fertigung in einer Kraftfahrzeug-Motorenfabrik ein-

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gestellt. Dabei ist zu beachten, daß sich die Erfindung nicht auf Kolbenbrennkraftmotoren beschränkt, sondern auch bei Drehkolben- oder sonstigen Brennkraftmaschinen verwendet werden kann, sofern feststeht, daß sich die Abgase derartiger Motoren auf Motorfehler oder -fehlverhalten zurückführen lassen. Die Prüfung der Motoren im warmen Zustand unter Last kann ohne spezielle Prüfstände oder Förderbänder erfolgen; andererseits kann die Prüfung auch an einem oder vielen Prüfständen vorgenommen v/erden, die über einen Förderer zu einem System zusammengeschlossen sind, bei dem die Motoren von Ladestationen aufgenommen und an nicht belegte Prüfstände längs des Förderers zur Prüfung verteilt werden, nach der Prüfung jeweils wieder von den Prüfständen abgenommen und einer Abgabe- oder einer Reparaturstation zugeführt werden.

In Figur 1 ist eine Prüfanlage mit mehreren Prüfständen 100 dargestellt, die mittels eines Förderers 127 zusammengeschlossen sind. Bei dem Förderer kann es sich beispielsweise um eine Einrichtung handeln, wie sie in den US-Patentschriften 3 527 087 oder 3 631 967 offenbart ist.

Der Förderer 127 bedient die Prüfstände 100, indem er die zu prüfenden Motoren, von denen m Figur 1 einer mit 128 bezeichnet ist, von einer an dem Förderer angeordneten (nicht gezeigten) Ladestation den jeweiligen Prüfständen zuführt. Jeder Prüfstand isc so eingerichtet, daß er jeweils den ersten sich vorbeibewegenden, ungeprüften Kutor prüft und nach Beendigung der Prüfung an den Förderer zurückgibt, der den Motor einer Entlade- oder einer Reparatur-Station zuführt. Der geprüfte Hotor wird von keinem anderen Prüfstand wieder angenommen, reibst wenn dieser frei sein sollte.

In Figur 2 und 21 ist ein Prüfstand veranschaulicht, wie er erfindungsgemäß verwendet wird. "Der zu prüfende Motor 128 befindet sich in betriebsmäßiger Stellung auf dem Prüfstand 100. Dabei sind alle

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Verbindungen hergestellt, die erforderlich sind, um den Motor mit eigener Leistung zu betreiben.

Ferner sind Vorkehrungen getroffen, um die Motorabgase mittels eines Abgasanschlusses 129 zu erfassen. Ferner sind eine Einrichtung 126 zur Einleitung von Wasser in den Motor, eine Einrichtung 130 zur Überwachung der Motortemperatur und ein Wasserauslaßanschluß 131 zur Entnahme des Wassers aus dem Motor vorgesehen. Der zur Zündung des Motors erforderliche Hochspannungsanschluß zum Verteiler ist bei 133 gezeigt, während eine Starteinrichtung zum Anlassen des Motors sowie zum Antrieb der Leistung absorbierenden Einrichtung bei 134 gezeigt ist. Von der Starteinrichtung 134 wird die Leistung absorbierende Einrichtung 91 über einen Riemen 135 angetrieben.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Leistung absorbierende Einrichtung 91 nur in einer Richtung betrieben werden kann und direkt von der Rückseite des Motors angetrieben werden könnte. Es hat sich jedoch als einfacher und wirtschaftlicher erwiesen, die Leistung absorbierende Einrichtung mit allen Verbindungen, die sum Betrieb des Motors vorgenommen v/erden nüssen, vor dem Motor anzuordnen.

Zu den oben beschriebenen Zwecken ist eine getrennte Reparatur-Förderschleife 137 vorgesehen. An dieser Schleife sind mehrere Diagnose- und Reparatur-Stationen 138 zur gründlicheren und länger dauernden Prüfung vorgesehen, wie sie erforderlich ist, wenn ein Motor die CO- und HC-Abgasprüfungen nicht besteht. Jede Station 138 ist mit einer Ausrüstung versehen, um ähnliche Verbindungen zu dem Motor wie in dem Prüfstand nach Figur 2 und 21 zu gestatten, wobei jedoch einige dieser Verbindungen manuell hergestellt werden müssen. Für jeweils ein Paar von Diagnose- und Reparaturstationen ist eine genaue Diagnose-Einrichtung in Steuerschränken 140 vorgesehen. Die Instrumente zum Betrieb der automal: ?,chen Prüfstände 100 sind in Steuerschränken 141 enthalten.

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Ist der Motor vollständig an den Prüfstand 100 angeschlossen, so wird er durch eine Zeitfolge-Steuerschaltung automatisch angelassen. Sobald der Motor läuft, wird mittels einer entsprechend vorgesehenen Einrichtung die Drehzahl überwacht und auf den gewünschten Wert eingestellt, um den Motor auf die zur Prüfung bei schnellsr Fahrt für den jeweils betroffenen Motor erforderliche Drehzahl zu beschleunigen.

Die genannte Einrichtung hat die Form eines Tachogenerators 143, der ein der Drehzahl proportionales Spannungssignal liefert. Beispielsweise entsprechen 5 V einer Drehzahl von 5000 Upm. Das Spannungssignal aus dem Tachogenerator 143 (Figur 23) wird einer Signalaufbereitungsstufe 144 zugeführt, die das Ausgangssignal des Tachogenerators 143 in ein mit dem Rest der betreffenden Schaltung kompatibles Signal ändert. Dieses aufbereitete Signal dient zum Antrieb eines Drehzahlmessers 145 und wird außerdem einem Eingang eines Subtraktionsgliedes 146 zugeführt. Am anderen Eingang des Subtraktionsgliedes 146 liegt eine Spannung, die durch das Schließen eines Einstellrelais 149 für den Drehzahleinstellpunkt auftritt, wodurch eine Spannung von einem Drehzahl-Potentiometer 207 für schnelle Fahrt dem Subtraktionsglied 146 zugeführt wird. Der Einfachheit halber schließen gleichzeitig ein Einstellrelais 148 für den oberen HC-Grenzwert bei schneller Fahrt sowie ein Einstellrelais 147 für den oberen CO-Grenzwert bei schneller Fahrt. Das Subtraktionsglied 146 zieht die Spannung vom Einstellrelais 149 für den Drehzahlwert bei hoher Fahrt von dem aus dem Tachogenerator 143 stammenden Spannungssignal ab. Die am Ausgang des Subtraktionsgliedes 146 sich ergebende Differenz wird zwei Komparatoren zugeführt, nämlich einem Komparator 153 für hohe Drehzahl und einem Komparator 154 für niedrige Drehzahl. Die Spannung, mit der das Differenzsignal verglichen wird, stammt aus einem Einstellrelais 155 für de*¹ innerhalb des gewünschten Bandes liegenden Drehzahlwert.

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Liegt die Ausgangsspannung des Subtraktionsgliedes 146 unter der von dem Relais 155 zugeführten Spannung, so bedeutet dies, daß der Motor zu langsam läuft, und der Komparator 154 für niedrige Drehzahl erregt ein Relais 156 für niedrige Drehzahl, das bewirkt, daß eine Drosselsteuerung 157 einen Antriebsmotor 158 für die Drosselklappe in der entsprechenden Richtung dreht, um die Motordrehzahl zu erhöhen, wobei kontinuierlich die Drehzahl verglichen wird. Ist die richtige Drehzahl erreicht worden, <2 ■> fällt das Relais 156 für niedrige Drehzahl ab.

Jetzt sorgt die automatische Zeitfolge-Steuerschaltung 142 dafür, daß der Motor mit der der schnellen Fahrt entsprechenden Drehzahl etwa 1 Minute lang weiterläuft, bevor Prüfungen vorgenommen werden, um zu gewährleisten, daß der Motor vollständig warmgelaufen ist, um die oben beschriebenen Bedingungen zu erfüllen.

Jetzt befindet sich der Motor in einem prüfbaren Zustand. Die automatische Zeitfolge-Steuerschaltürr 142 veranlaßt, daß die Motorabgase etwa 15 Sekunden lang erfaßt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die kontinuierlich arbeitende Pumpe 72 die Abgase einem Abgasanalysator 159 zuführt, wo ein auf die HC- und CO-Mengen im Abgas bezogenes Signal erzeugt wird, das einer Analysator-Umsetzereinheit 160 zugeführt wird. Dort wird das Signal in ein Analogsignal umgesetzt, das zur Aussteuerung der CO- und HC-Meßgeräte 111, 112 verwendet sowie CO- und HC-Signalaufbereitungsstufen 161 bzw. 164 zugeführt wird. Die Signale von den Aufbereitungsstufen 161 und 164 liegen jeweils an einem Eingang eines CO-Zurückweisungs-Komparators 162 bzw, eines HC-Zurückweisungs-Komparators 163.

Ist die Spannung aus der CO-Signalaufbereitungsstufe 161 größer als die Spannung von dem Einstellrelais 148 für den oberen CO-Grenzwert, so wird ein CO-Zurückweisungsrelais 167 beaufschlagt und durch die Zeitfolge-Steuerschaltung 142 eine entsprechende

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Zuriickweisungslampe 165 eingeschaltet. Ist die Spannung dagegen kleiner, was bedeutet, daß der CO-Gehalt innerhalb der Grenzwerte liegt, so wird eine Annahmelampe 166 für den CO-Wert bei schneller Fuhrt eingeschaltet.

Ist Uhnlich die Spannung aus der HC-Signalaufbereitungsstufe größer als die Spannung von dem Einstellrelais 147 für den oberen \ HC-Grenzwert, so wird ein HC-Zurückweisungsrelais 168 beaufschlagt, das bewirkt, da3 eine Zurückweisungslampe 169 für den HC-Wert bei schneller Fahrt eingeschaltet wird; ist dagegen die Spannung kleiner, so wird eine Annahmelampe 170 für den HC-Wert tei schneller Fahrt eingeschaltet.

Es wird darauf hingewiesen, daß es sich bei der 15 Sekunden dauernden Abgaserfassung um eine willkürliche Zeit handelt, die gewählt ist, um eine ausreichende Zeitspanne zur Verfügung zu stellen, innerhalb der die Abgas führenden Leitungen zwischen den Prüfungen genpült werden können; die Zeitspanne könnte je nach dem Aulbau des jeweils verwendeten Apparates auch länger oder kürzer sein. Ferner wird darauf hingewiesen, daß es sich bei der automatischen Zeitfolge-Steuerschaltung um eine allgemeine Schaltung handelt, die vom Fachmann leicht nachgebaut werden kann.

Damit ist die Prüfung für schnelle Fahrt bzw. entsprechend dem Betriebstyp 1 beendet. Die Zeitfolge-Steuerschaltung 142 öffnet jetzt das Einstellrelais 149 für den Drehzahlmeßpunkt bei schneller Fahrt sowie die Einstellrelais 148 und 147 für die oberen CO- und HG-Grenzwerte bei schneller Fahrt und schließt gleichzeitig ein weiteres Einstellrelais 171 für den Drehzahlmeßpunkt bei Langsamfahrt, ein Einstellrelais 172 für den oberen CO-Grenzwert bei Langsamfahrt sowie ein Einstellrelais 173 für den oberen HC-Grenzwert bei Langsamfahrt.

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Da der Motor zu diesem Zeitpunkt schneller läuft, als es für die Prüiung bei Langsamfahrt erforderlich ist, überschreitet die Ausgangsspannung von dem Subtraktionsglied 146, die in ähnlicher Weise, wie es oben für die Prüfung bei schneller Fahrt beschrieben worden ist, unter Verv/endung einer Spannung aus einem Drehzahl-Potentiometer 208 für Langsamfahrt gewonnen wird, die Spannung von dem Einstellrelais 155 für die innerhalb des gewünschten Bereichs liegende Drehzahl. Daher erregt der Komparator 153 für hohe Drehzahl das entsprechende Relais 174» das seinerseits die Drosselsteuerung 157 derart beaufschlagt, daß der Antriebsmotor 158 für die Drosselklappe in der richtigen Richtung gedreht wird, um die Motordrehzahl zu verringern, wobei wiederum kontinuierlich die Drehzahl verglichen wird. Ist die richtige Drehzahl erreicht, so fällt das Relais 174 ab.

In der oben beschriebenen Weise bewirkt nun die Zeitfolge-Steuerschaltung 142 eine Abgasprobenentnahme über eine Zeitspanne von etwa 15 Sekunden, wobei keine Verzögerung von einer Minute erforderlich ist, da der Motor bereits warmgelaufen ist.

Wie vorher wird das Abgas durch die Sonde 69 erfaßt und über die Pumpe 72 dem Abgasanalysator 159 zugeführt. Dessen Signal wird dann der Analysator-Umsetzsreinheit 160 zugeführt, wo es in ein Analogsignal umgesetzt wird, das, wie oben beschrieben, sowohl die CO- und HC-Meßgeräte 111, 112 aussteuert als s.uch den CO- und HC-Signalaufbereitungsstufen 161, 164 zugeführt wird, die die analogen CO- und HC-Signale in mit dem Rest des Systems kompatible Signale umwandeln.

Ähnlich den Vorgängen, wie sie bei der Prüfung für schnelle Fahrt stattgefunden haben, werden die CO- und HC-Signale aus den Signalaufbereitungsstufen 161, 164 den jeweiligen Komparatoren 162, 163 zugeführt, wo sie mit einem Spannungssignal, das über das Einstellrelais 172 für den oberen CO-Grenzwert bei Langsamfahrt aus einem CO-Potentiometer 211 für Langsamfahrt

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zugeführt wird, bzw. mit einer Spannung, die über das Einstellrelais 173 für den oberen HC-Grenzwert bei Langsamfahrt aus einem HC-Potentiometer 214 für Langsamfahrt zugeführt wird, verglichen werden. Überschreitet mindestens eine dieser Spannungen aus den CO- und HC-Signalaufbereitungsstufen die betreffende Spannung des oberen Grenzwertes, so wird das CO- und/oder das HC-Zurückweisungsrelais 167 bzw. 168 beaufschlagt; demgemäß bewirkt die Zeitfolge-Steuerschaltung 142, daß die CO-Annahmelampe 177 bzw. die CO-Zurückweisungslampe 178 für Langsamfahrt sowie die HC-Annahmelampe 179 bzw. die HC-Zurückweisungslampe für Langsamfahrt aufleuchten.

Damit ist der sich auf die Langsamfahrt beziehende Teil der Abgasprüfung beendet; das Einstellrelais 171 für den Drehzahlmeßpunkt bei Langsamfahrt sowie die Einstellrelais 172 und 173 für die oberen CO- bzw. HC-Grenzwerte bei Langsamfahrt werden geöffnet und die entsprechenden Einstellrelais 183» 184 und 185 für den Drehzahlmeßpunkt bzw. die oberen CO- und HC-Grenzwerte bei Leerlauf werden geschlossen.

Wiederum läuft der Motor für den Leerlaufabschnitt der Prüfung zu schnell, und die Spannung am Ausgang des Subtraktionsgliedes 146 überschreitet die Spannung von dem Einstellrelais 155 für die innerhalb des gewünschten Bandes liegende Drehzahl, da der Spannungsunterschied zwischen dem von der Drehzahl-Signalaufbereitungsstufe 144 zugeführten Signal und der Spannung, die von einem Drehzahl-Potentiometer 209 für Leerlauf über ein Einstellrelais 218 für den Drehzahlmeßpunkt bei Leerlauf zugeführt wird, die Spannung aus dem Relais 155 überschreitet. Dadurch schließt der Komparator 153 für hohe Drehzahl das entsprechende Relais 174, wodurch bewirkt wird, daß die Drosselsteuerung 157 wiederum den Antriebsmotor 158 für die Drosselklappe in der richtigen Richtung dreht, um die Motordrehzahl zu verringern, wobei die Drehzahl kontinuierlich überwacht wird. Erreicht der Motor die richtige Drehzahl, so fällt das Relais 174 für hohe Drehzahl

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ab, und die Zeitfolge-Steuerschaltung 142 beginnt erneut eine Zeitspanne von 15 Sekunden für Probenentnahme aus dem Abgas.

Wie vorher wird das Abgas durch die Sonde 69 erfaßt und ober die Pumpe 72 dem Abgasanalysator 169 zugeführt. Das Signal wird dann wieder über die Umsetzereinheit 160 geleitet, die es in ein Analogsignal zur Aussteuerung der oben beschriebenen CO- und HC-Meßgeräte 111 und 112 umsetzt; die analogen CO- und HC-Signale werden ferner wieder durch die Signalauibereitungsstufen 161 und 164 in mit dem übrigen System kompatible Signale umgesetzt.

Ähnlich den Vorgängen, wie sie bei der Langsamfahrt-Prüfung stattgefunden haben, werden die CO- und HC^-Signale von den Signalaufbereitungsstufen den jeweiligen Komparatoren 162, 163 zugeführt, wo sie mit Spannungssignalen verglichen werden, die über das Einstellrelais 184 für den oberen CO-Grenzwert bei Leerlauf von einem CO-Potentiometer 212 für Leerlauf bzw. über das Einstellrelais 185 für den oberen HC-Grenzwert bei Leerlauf von einem HC-Potentiometer 215 erzeugt werden. Überschreitet mindestens eine der Spannungen aus den CO- und HC-Sigüalaufbereitungsstufen die jeweilige Spannung entsprechend dem oberen Grenzwert, so ziehen das CO- und/oder das HC-Zurückweisungsrelais 167 bzw. 168 an, und die Zeitfolge-Steuerschaltung 142 sorgt dafür, daß eine CO-Annahmelampe 186 bzw. eine CO-Zurück-· weisungslampe 187 sowie eine HC-Annahmelampe 188 bzw. eine HC-Zurückweisungslampe 189 für Leerlauf aufleuchten.

Damic ist auch der Leerlaufteil der Abgasprüfung beendet, die Einstellrelais 183, 184 und 185 für den Drehzahlmeßpunkt bzw. die oberen CO- und HC-Grenzwerte werden geöffnet, und die Prüfung ist insgesamt beendet. Hat der Motor die CO- und HC-Prüfung an allen Punkten bestanden, so wird diese Tatsache durch eine entsprechende Einrichtung angezeigt, und der Motor wird von dem Prüfstand 100 entfernt und automatisch auf den Förderer 127 gegeben, von wo er zum Einbau in ein Kraftfahrzeug abgegeben wird.

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Hat der Motor eine oder mehrere Prüfungen nicht bestanden, so

j wird die Bedienungsperson in geeigneter Weise verständigt, so

> daß sie sich zu dem Prüfstand begeben und das Zurückweisungs-

muster der Anzeigelampen ablesen und auf der Meldekarte 82 vermerken kann, bevor sie den Motor zur genaueren Analyse auf die

: Reparaturschleife 137 schickt.

Um mit Sicherheit genaue Testergebnisse zu erzielen, wird das Abgas-Prüfsystem vorzugsweise täglich unter Verwendung eines Gases mit bekanntem CO- und HC-Gehalt geeicht. Der erste Schritt dieser Eichung besteht darin, daß die CO- und HC-Me'igeräte 111, 112 in der Analysator-Uiusetzereinheit 160 mit Hilfe entsprechender Nullpunkt-Einstellschrauben 190 und 191 auf null gestellt werden, wobei sich kein Motor auf dem Prüfstand befindet.

Der zweite und letzte Schritt der Eichung besteht darin, daß der Abgasanalysator 159 mit dem Gas bekannter CO- und HC-Konzentration beaufschlagt wird. Dies geschieht dadurch, daß das Gas in einen Druckgasbehälter 192 gefüllt wird, von wo aus es über ein Ventil 193 dem Abgasanalysator zugeführt werden kann. Das Ventil kann etwa durch einen Druckschalter 194 gesteuert werden, der etwa an dem Steuerschrank 141 gemäß Figur 22 vorgesehen ist. Nach Zufuhr '"es Gases zu dem Abgasanalysator 159 und Übertragung eines Signales auf die Umsetzereinheit 160 werden entsprechende BereichsJustierschrauben 195 und 197' verstellt, bis die Meßgeräte 111 und 112 den richtigen Meßwert zeigen.

Soll der Prüfstand zum Zwecke der Überprüfung und dergleichen manuell betrieben werden, so wird ein Betriebsartenschalter in seine Stellung für manuell umgelegt. In dieser Betriebsweise kann die Zündung manuell mittels eines Schalters 197 eingeschaltet und durch einen Kurbelschalter 198 manuell angekurbelt werden, wobei entsprechende (nicht gezeigte) Schaltkreise zusätzlich vorgesehen sind, um diese Aufgaben zu erledigen.

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Eine manuelle Erhöhung bzw. Verringerung der Motordrehzahl kann durch Schalter 199 und 200 erreicht werden, die ein Öffnen bzw. Schließen der Drosselklappe bewirken und gemäß Fig. 23 angeschlossen sind.

Soll beim Betrieb von manueller auf automatische Abgas-Folgesteuerung umgeschaltet werden, so \irird dies durch Drücken eines Abgas-Startschalters 201 erreicht, während eine Rückkehr zur manuellen Abgas-Folgesteuerung jederzeit durch Verwendung eines Abgas-Halteschalters 202 erreicht werden kann.

Sowohl beim automatischen als auch beim manuellen Betrieb wird die Energieversorgung für den Prüfstand über einen Haupteinschalter 204 bzw. einen Hauptausschalter 205 gesteuert, wobei eine Lampe 206 anzeigt, ob die Energieversorgung eingeschaltet ist oder nicht. Dabei ist eine geeignete Energieversorgung zum Betrieb der oben beschriebenen Schaltung vorgesehen.

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Claims

SCHIFF V. FnNER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINGHAUS Scans Associates, Inc. DG-5250 14. April 1976 Neue Schutzansprüche

1. Leistung absorbierende Einrichtung mit fester Füllung, die ein festes Turbinenrad mit torusförmigem Querschnitt aufweist, ferner ein mit dem festen Turbinenrad axial fluchtendes und in dessen Nähe angeordnetes, auf einer Welle befestigtes umlaufendes Turbinenrad mit ebenfalls torusförmigem Querschnitt, ein die Turbinenräder dicht umschließendes Gehäuse, in dem die Welle gelagert ist und das mit dem Gehäuseinnern in Verbindung stehende Wassereinlaßund Wasserauslaß-Einrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (98) des festen Turbinenrades (94) und/oder diejenigen (y9) des umlaufenden Turbinenrades (95) zur Änderung der Höchstkapazität der Einrichtung beschnitten sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (98, 99) der Turbinenräder (94, 95) unter einem Winkel beschnitten sind, der von einer zur Drehachse senkrechten Ebene gemessen wird und seine Spitze auf dem kleineren Durchmesser der Torusform hat.

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