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Prüfvorrichtung für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Prütvorrichtung für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen und
geht aus von einer Vorrichtung mit einem Zündstromme wandler mit Primär- und Sekundärwicklung,
dessen Sekundärwicklung mit einem Kondensator und einer Diode zu einem Meßkreis
geschaltet ist.
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Die Verwendung induktiver Impulsgeber oder Zündstromme wandler für
Prüfvorrichtungen für die Zündanlage von Brennkraftmaschinen ist seit längerer Zeit
bekannt. Bei einer dieser bekannten Vorrichtungen (deutsche Auslegeschrift
1090 032) muß eine elektromagnetische Fühleinrichtung so angeordnet werden,
daß sie mit der Kurbelwelle oder einem mit der Kurbelwellendrehzahl umlaufenden
Bauteil der Brennkraftmaschine zusammenwirkt. Man erhält zwar bei dieser Vorrichtung
auf einem Elektronenstrahloszillographen eine sehr genaue Anzeige des Verlaufes
der Zündspannung in Abhängigkeit von der Zeit. Ein solches Gerät steht jedoch nicht
immer
zur Verfügung und ist auch in der Anschaffung zu teuer für z. B. einfache
Tankstellen, die jedoch ebenfalls häufig angefahren werden, um feststellen zu lassen,
ob der unruhige Lauf der Brennkraftmaschine nicht einen Zündkerzenwechsel oder wenigstens
eine Reinigung der Zündkerzenelektroden zweckmäßig erscheinen läßt.
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Ähnliches gilt auch für ein elektronisches Zündverteiler-Prüfgerät
(»Elektronik«, 1961, Nr. 3, S. 72),
das ebenfalls zwar den genauen
Spannungsverlauf beim Zündvorgang festzustellen gestattet, aber kompliziert im Aufbau
und damit teuer ist.
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Schließlich gehört zum Stand der Technik ein transistorbestückter
elektronischer Drehzahlmesser, für dessen Verwendung auf der Welle der Brennkraftmaschine
ein Magnet anzubringen ist, der induktiv abgetastet wird (»Elektronik«,
1957, Nr. 10,
S. 307/308). Für ihn gilt ähnliches wie oben zu
den beiden anderen zum Stand der Technik gehörenden Geräten ausgeführt wurde.
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Die Erfindung will ein Prüfvorrichtung für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen
schaffen, die einfach im Aufbau und billig in der Anschaffung ist und es auch verhältnismäßig
ungeübten Personen ermöglicht, wenigstens grob die Funktion einzelner Zündkerzen
zu überprüfen, ohne daß dazu Um-oder Anbauten an der Brennkraftmaschine erforderlich
sind.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Sekundärwicklung
des Zündstrommeßwandlers um einen Ferritring gelegt ist, der über das Zündkabel
schiebbar ist, das als Primärwicklung dient. Die Zeichnungen zeigen in F i
g. 1 ein schematisches Schaltbild einer vereinfachten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung und in F i g. 2 ein schematisches Schaltbild
einer etwas komplizierter aufgebauten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung.
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Die Zündkerze 1 der Zündanlage einer Brennkraftmaschine weist
im Abstand angeordnete Elektroden 2 und 3 auf, über die periodisch ein Zündfunken
von sehr kurzer Dauer überspringt. Die Zündkerzenelektroden 2 sind lösbar jeweils
an ein Zündkabel 4 angeschlossen, welches zu einem Kontakt 5 führt, der einen
Teil eines üblichen Zündverteilers 6 mit einem Kontaktfinger 7 bildet,
welcher nacheinander mit jedem der Kontakte 5 in Eingriff kommt. An dem Kontaktfinger
7 ist eine Hochspannungsleitung 8 angeschlossen, welche in üblicher
Weise an die Sekundärwicklung einer nicht gezeichneten Zündspule bekannter Bauart
angeschaltet ist.
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Aus den F i g. 1 und 2 erkennt man einen Reihenkreis
9 mit einem Gleichrichter 10, einem Kondensator 11, einer Induktionsspule
12 und einem Ringmagnetkern 13 sowie einen Meßkreis, der parallel zu einem
der Elemente dieses Kreises geschaltet ist und zur Anzeige der in diesem Kreis vorhandenen
Impulse dient. Dieser Meßkreis besteht bei der Ausführungsform nach F i
g. 1 aus einem Kopfhörerpaar H, das parallel zum Kondensator geschaltet ist.
Man kann jedoch auch eine andere Anzeigevorrichtung verwenden.
Bei
der Vorrichtung nach F i g. 1 werden entweder der Hochspannungsdraht
8 oder ein oder mehrere Zündkabe14 von dem zugeordneten Teil getrennt, durch
den Kern13 geführt und dann wieder an den entsprechenden Teil angeschlossen. Dies
kann ersichtlich auch von ungeübter Hand vorgenornmen werden. Nach der Zeichnung
verläuft ein Zündkabel 4 durch den Kein 13. Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine
führt das Auftreten eines Funkens an den Elektroden 2, 3 der Zündkerze
1 zu einem Stromirnpuls im Kabel 4. Die Dauer dieses Zündstromes ist außerordentlich
klein, jedoch begleitet trotz der kurzen Dauer des Zündstromes jeden Zündimpuls
ein üblicher Anstieg und Abfall des magnetischen Flusses, wobei der Kern
13 sowohl dem Anstieg als auch dem Abfall des magnetischen Flusses ausgesetzt
ist.
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Da der Kern 13 aus einem rasch magnetisierbaren Material, wie
dem als Beispiel genannten Ferrit, besteht, induziert der von den Stromimpulsen
im Kabel 4 hervorgerufene magnetische Fluß eine Spannung in der Wicklung 12. Da
die Wicklung einen Teil eines geschlossenen Stromkreises bildet, fließt in diesem
Kreis ein induzierter Strom und führt damit zur Aufladung des Kondensators
11. Beim Aufhören des induzierten Stromes im Kreis 9 entlädt sich
der Kondensator und führt zu einem hörbaren Signal im Kopfhörer. Dieses Signal zeigt
das Vorhandensein eines Zündstromimpulses an. Zündet die zu prüfende Zündkerze langsam
genug, dann hört sich das Signal als Knallen oder Klicken an, und es lassen sich
die aufeinanderfolgenden Signale zählen, wobei der Kopfhörer als Gehbrtachometer
dient.
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Die Größe des Kernes 13 läßt #;ich ändern.. Es hat sich jedoch
herausgestellt, daß bei Verwendung von WO(3)-Ferrit zufriedenstellende Ergebnisse
mit einem Kern erzielt werden können, dessen mittlerer Durchmesser bei etwa
25 rnm liegt, während die Querschnittsfläche etwa 0,32 cm2 beträgt.
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Der Kreis 9 nach F i g. 2 entspricht dem Kreis
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nach F i g. 1 und enthält den Gleichrichter 10, den Kondensator
11 und die Wicklung 12 um den Kern 13. Bei der in F i g. 2
wiedergegebenen Ausführungsform sind jedoch diese Bauelemente in einem Gehäuse 14
montiert. Infolgedessen müssen elektrische Anschlüsse aus dem Gehäuse herausgeführt
werden, um die Vorrichtung an den Zündkreis ankuppeln zu können. Die Ankupplungseinrichtung
kann beispielsweise aus einem Ring oder Ringkern 13 a entsprechend dem Kern
13 bestehen, wobei einige Drahtwicklungen unter Bildung einer Spule
15 auf diesen Kern aufgewickelt sind. Die Enden dieser Spule 15
sind
durch Drähte 16 an einen Teil 17 eines aus zwei Teilen bestehenden
Trenn- und Wendeschalters 17a angeschlossen. Ein Teil 18 dieses Schalters
17 a enthält ein ähnliches Paar von Leitungen 19, welche in das Gehäuse
14 führen und an die Enden einer Spule 20 angeschlossen sind, die mit der Spule
15 identisch und auf den Ring 13 aufgewickelt ist. Die Spule 20 und
die Spule 12 bilden zusammen mit dem Kern 13
im wesentlichen einen
Transformator. Die Anzahl der die Spule 12 bildenden Wicklungen kann schwanken,
jedoch haben sich 50 Drahtwicklungen von Drahtgrößen der Nr. 20 bis 40 als
zufriedenstellend erwiesen. Die genaue Anzahl der Wicklungen hängt von den Eigenschaften
der verwendeten Bauelemente ab und ist durch den Fachmann ohne Schwierigkeiten wählbar.
Diese Anordnung entspricht im wesentlichen derjenigen nach F i g. 1. Es ist
lediglich die Sekundärspule 12 mit der Wicklung 20 durch den Ringkern
13 elektrisch gekoppelt und die Spule 20 mit der Wicklung 15 durch
die Leitungen 16, 19 und den Schalter 17a elektrisch verbunden. Wird dann
beispielsweise ein Zündkabel 4 durch den Kern 13 a geführt und unter
den Zündstrom gesetzt, dann ergibt sich ein Stromimpuls kurzer Dauer in dem Kabel
4 bei jedem Auftreten eines Zündfunkens an der entsprechenden Zündkerze. Damit wird
ein Stromimpuls im Kreis 9 über die Kerne 13 und 13 a und ihre
zugehörigen Teile induziert.
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Der Gleichrichter 10 ist bei den Schaltungen nach den F i
g. 1 und 2 ein Einweggleichrichter, so daß der Kondensator nur bei Stromfluß
in einer Richtung aufgeladen wird. Infolgedessen hat der Ladestrom eine wesentliche
Größe nur dann, wenn der Gleichrichter richtig bezüglich der Stromrichtung des durch
das Kabel 4 fließenden Stromes gepolt ist, sobald ein Zündfunken an den Enden der
zugehörigen Zündkerzen auftritt. Bei der Entladung des Kondensators 11 wird
ein Stromimpuls zur Impulsanzeigevorrichtung geführt und weist eine Größe und Dauer
auf, die von der Kapazität des Kondensators 11, der Anzahl der Windungen
in der Spule 12, der Leistung des Gleichrichters 10 und den elektrischen
Eigenschaften der anderen Teile des Kreises abhängt.
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Bei der in F i g. 2 wiedergegebenen Ausführungsform enthält
der Meßkreis einen Induktionstachometer zum Messen der Frequenz des Auftretens des
Funkens an einer oder mehreren Zündkerzen und damit zur gleichzeitigen Anzeige der
Drehzahl der Brennkraftmaschine. Dieser Tachometerkreis enthält einen Verstärkertransistor
26, dessen Basis an eine der Klemmen des Kondensators 11 angeschaltet
ist, während der Emitter an die andere Klemme des Kondensators 11 über einen
Begrenzungswiderstand 27 gelegt ist, welcher den dem Transistor
26 zugeführten Strom auf einem sicheren Wert hält und die Dauer des Impulses
streckt. Der Ausgang des Transistors 26 wird einem anderen Transistor
28 zugeführt, der als Schalttransistor wirkt. Das Ausgangssignal des Transistors
28 wird den Klemmen einer Impulsanzeigevorrichtung 29 zugeführt, die
bei der wiedergegebenen Ausführungsform als Gleichstrommilliamperemeter ausgebildet
ist, welches die Geschwindigkeit anzeigt, mit der die Impulse auftreten.
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Ein Teil des Meßkreises wird durch eine eine konstante Spannung aufweisende
Batterie 30, einen Widerstand 31 und einen Kondensator 32 gebildet.
Der Kreis enthält ferner einen Belastungswiderstand 33,
einen Nebenschlußkondensator
34, welcher jede Möglichkeit des Streuimpuslaustritts beseitigt. Im wesentlichen
die gesamte Spannung der Batterie 30
erscheint am Widerstand 31 jedesmal
dann, wenn der Transistor 28 leitend wird und der Kondensator 32 entlädt.
Der Kondensator 32 wird durch die Batterie 30 über den Widerstand
31 und das Anzeigegerät 29 aufgeladen und entlädt sich, wenn der Transistor
28 leitet. Da die an der Batterie 30 auftretende Spannung im wesentlichen
konstant ist und da die Werte des Widerstandes 31 und des Kondensators
32
konstant sind, haben die zum Anzeigegerät 29 zugeführten Impulse
im. wesentlichen konstante Größe, ohne Rücksicht auf Schwankungen in der
Größe des Zündstromes. Somit besteht der dem Meßgerät 29
zufließende Strom
aus einer Reihe von im wesentlichen
gleichen gleichgerichteten
Impulsen, die beim Aufladen des Kondensators 32 auftreten. Das Aufladen des
Kondensators 32 erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die proportional der Drehzahl
der Brennkraftmaschine, in der die Zündfunken auftreten, ist, wobei das Meßgerät
als Tachometer zur Feststellung der Drehzahl dieser Brennkraftmaschine dienen kann.
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Um eine umgekehrte Auslenkung des Zeigers des Meßgerätes
29 während der Entladung des Kondensators 32 zu verhindern, ist ein
Einweggleichrichter 35 an seine Klemmen angeschaltet, wie die Zeichnung erkennen
läßt. Um ein Entleeren der Batterie 30 während der Nichtbenutzung der Vorrichtung
zu verhindern, kann man mit einem Schalter 36 die Batterie vom Meßgerätekreis
abschalten.
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Die in F i g. 2 wiedergegebene Vorrichtung enthält vorzugsweise
einen Vorspannungskreis mit einer niedrige Spannung liefernden Batterie
37 und einem Widerstand 38. Dieser Widerstand verbessert die Wirkungsweise
des Anzeigegerätes 29 bei hohen Umgebungstemperaturen durch Verhinderung
von Stromfluß vom Kollektor des Transistors 26 außer beim Auftreten eines
Impulses. Ein Widerstand 39
ist dem Transistor 28 in ähnlicher Weise
zugeordnet, um einen Stromfluß zu verhindern, außer wenn ein Impuls auftritt. Ein
Schalter 40 kann im Kreis der Batterie 37 liegen, um ein Entleeren der Batterie
bei Nichtbetrieb der Vorrichtung zu verhindern.
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Durch Verwendung eines Einweggleichrichters, beispielsweise des Einweggleichrichters
10, bildet die erfindungsgemäße Vorrichtung eine wirkungsvolle Polaritätsanzeige,
da nur eine Polarität des Stromes eine wirksame Spannung am Kondensator
11 erzeugt. Stellt sich beim Betrieb der Vorrichtung heraus, daß die Polarität
des im Sekundärkreis induzierten Zündstromes entgegengesetzt zu der gewünschten
Polarität ist, dann werden die Teile 17 und 18 des Umschalters 17a
umgekehrt, wodurch vermieden wird, daß irgendwelche Änderungen in irgendwelchen
anderen Teilen der Vorrichtung oder in der Zündvorrichtung selbst gemacht werden
müssen. Falls es erwünscht sein sollte, die Vorrichtung ohne Rücksicht auf die Polarität
arbeiten zu lassen, dann kann der Einweggleichrichter10 durch einen Vollweggleichrichter
üblicher Bauart ersetzt werden.