DE3021333A1

DE3021333A1 - Verfahren zum pruefen des antwortverhaltens eines turboladers sowie vorrichtung zum durchfuehren desselben

Info

Publication number: DE3021333A1
Application number: DE3021333A
Authority: DE
Inventors: David L Reid; Dennis O Taylor
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1981-01-08
Also published as: GB2052070A; JPS561334A; CA1141469A; US4277830A; GB2052070B; MX147700A; JPS6310774B2; DE3021333C2

Description

Cummins Engine Company, Inc. 1000 Fifth Street, Columbus, Indiana 47201, U. S, A.

Verfahren zum Prüfen des Antwortverhaltens eines Turboladers sowie Vorrichtung zum Durchführen desselben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen des Antwortverhaltens eines Turboladers eines Verbrennungsmotors sowie eine Vorrichtung zum Überprüfen eines Turboladers eines Verbrennungsmotors.

Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, werden in steigendem Maße mit Turboladern ausgerüstet, um ihre Betriebsweise zu verbessern. Natürlich ist es wichtig, daß die Turbolader zufriedenstellend arbeiten, sonst erreicht das Triebwerk nicht die beschriebene Verhaltensweise oder kann sogar beschädigt werden. Es sind

823

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BOEHMERT (Si BOEHMERT

bereits Einrichtungen zum Überprüfen von Turboladern vorgeschlagen worden, für Fehler wie mechanischen Widerstand zwischen. Teilen und falsche Mischung der Komponenten. Letzteres bedeutet, daß beispielsweise ein Turbinengehäuse oder Kompressorgehäuse mit einem für es nicht vorgesehenen Rotor verwandt werden könnte.

Überprüfungsanordnungen nach dem Stand der Technik haben Mittel eingeschlossen, welche die Turbolader-Rotorumdrehungen pro Minute bei unterschiedlichen Triebwerksgeschwindigkeiten und -lasten ermitteln und den Druckunterschied zwischen den Ansaugluft-Einheits- und Abgas-Einheits-Drucken bei unterschiedlichen Triebwerksbedingungen maßen. In· der US-PS 40 46 003 ist eine Anordnung beschrieben, um den Kompressorauslaßdruck zu messen und die Druckänderungsgeschwindigkeit mit der Zeit zu bestimmen, wenn das Triebwerk beschleunigt wird. Diese Patentschrift beschreibt weiterhin das Bestimmen der maximalen Druckänderungsgeschwindigkeit pro Zeiteinheit.

Die Anordnungen nach dem Stand der Technik weisen eine Anzahl von Nachteilen auf. Es gibt viele unterschiedliche maximale gesteuerte Geschwindigkeitseinstellungen und Charakteristika von TreibstoffSteuerungen, wobei das in dieser Patentschrift gezeigte System fehleranfällig ist, da es derartige Unterschiede nicht berücksichtigen kann. Das System dieser bekannten Patentschrift arbeitet bei einer mittleren Treibstoffsteuerungseinstellüng, welches nicht zufriedenstellend ist. Weiterhin besitzt dieses System Fehlermöglichkeiten aufgrund von Fehlern der Triebwerkstreibstoffsteuerung. Die

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Untersuchungen werden nämlich während der Triebwerksbeschleunigung durchgeführt, ein Zeitraum, bei der der zugeführte Treibstoff nicht präzise und reproduzierbar gesteuert werden kann.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung desselben zur Überprüfung des Verhaltens eines Turboladers eines Triebwerks zu liefern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Messen der Triebwerksgeschwindigkeit und des Druckes in der Luftansaugeinheit; Stabilisieren des Triebwerkes und des Turboladers auf einer Geschwindigkeit unterhalb der maximalen gesteuerten Geschwindigkeit; schnelles Beschleunigen des Triebwerks auf die maximale gesteuerte Geschwindigkeit; Durchführung einer ersten und einer zweiten Druckmessung, nachdem sich das Triebwerk bei gesteuerter maximaler Geschwindigkeit stabilisiert hat, aber bevor der Turbolader stabile Bedingungen erreicht hat; und Bestimmen des Antwortverhaltens des Turboladers mittels dieser Messungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch Geschwindigkeitsmeßeinrichtungen, welche auf die Triebwerksgeschwindigkeit reagieren; Druckmeßeinrichtungen, welche den Druck der Luftansaugeinrichtungen empfangen; und Prozessoreinrichtungen, welche auf diese Geschwindigkeit und den Druck reagieren, um zu bestimmen, wann sich das Triebwerk bei maximaler gesteuerter Geschwindigkeit nach einem Zeitraum schneller"Beschleunigung stabilisiert hat, und um erste und zweite Druckmessungen,

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getrennt durch einen Zeitraum, durchzuführen, nachdem das Triebwerk sich stabilisiert hat, aber bevor der Turbolader stabile Bedingungen erreicht hat.

Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Messungen präziser sind, da sie während genau gesteuerter Treibstoff Zuführungsbedingungen durchgeführt werden, und daher diese Messungen unter wiederholbaren Bedingungen durchgeführt werden können. Weiterhin wurde die Menge von Bezugsdaten reduziert.

Erfindungsgemäß wird ein Turbolader eines Verbrennungsmotors durch die Schritte: Stabilisieren des Triebwerks und des Turboladers bei Nicht-Last- und niedriger Leerlauf sgeschwindigkeit ü-berprüft, wobei der Luftansaugeinheitsdruck und die Triebwerksgeschwindigkeit bei schnellem Beschleunigen der Triebwerksgeschwindigkeit auf maximale gesteuerte Geschwindigkeit gemessen wird, und, wenn das Triebwerk sich bei maximaler gesteuerter Geschwindigkeit stabilisiert hat, der Luftansaugeinheitsdruck zu Beginn und am Ende eines Zeitintervalls gemessen wird. Der Differenzdruck in einem vorherbestimmten Zeitintervall kann bestimmt werden, oder aber die Länge des Zeitintervalls, die für das Anwachsen des Druckes um eine vorherbestimmte Größe benötigt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist Mittel zum Messen der Triebwerksgeschwindigkeit, Mittel zum Messen des Luftdrucks in der Luftansaugeinheit und im Kompressorauslaß, Mittel zum Bestimmen, wann das Triebwerk maximale gesteuerte Geschwindigkeit nach schneller Be-

-A-

0300δ2/·067β

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schleunigung erreicht hat, Mittel, die ein Zeitintervall vorgeben; und Mittel, um den Luftdruck am Anfang und am Ende des Zeitintervalls zu bestimmen, auf.

Insgesamt bezieht sich die Erfindung also auf eine Einrichtung zum Analysieren des Verhaltens eines Verbrennungsmotors mit sich auf- und abbewegenden Kolben, wie ein Dieselmotor. Die Sensoren sind mit dem Triebwerk verbunden, welche auf unterschiedliche Betriebsparameter ansprechen, und Signale, welche diese Parameter repräsentieren, werden in Computer-Verarbeitungseinrichtungen eingegeben. Zwei der Parameter sind der Ansaugeinheitsdruck, und die Triebwerksgeschwindigkeit. Ein Turbolader des Triebwerkes schließt eine Turbine ein, welche durch die Triebwerksabgase angetrieben wird sowie einen Kompressor, welcher Luft zur Luftansaugeinrichtung liefert. Das Verhalten des Turboladers wird durch Stabilisieren des Triebwerks und des Turboladers ohne Last und niedriger Leerlaufgeschwindigkeit, schnelles Beschleunigen des Triebwerkes auf maximale gesteuerte Geschwindigkeit und Bestimmen, wie der Turbolader sich nach Stabilisieren des Triebwerks bei maximaler Geschwindigkeit verhält, untersucht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht eines Triebwerks,

welches eine erfindungsgemäße Einrichtung einschließt;

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■9.

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Einrichtungsteiles;

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Einrichtung;

Fig. 4 ■ein Flußdiagramm, welches die und 4a .Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung zeigt; und

Fig. 5 Kurven, die die Betriebsweise der und 6 Einrichtung illustrieren.

In Figur 1 ist ein Triebwerk 10 dargestellt, welches ein Standardverbrennungsmotor wie der NH-Serien-, 6-Zylinderreihenkolbendieselmotor, hergestellt durch Cummins Engine Company, Inc., sein kann. Ein derartiges Triebwerk schließt einen Motorkopf 11, einen Motorblock 12, eine Ölwanne 13 und ein Kipphebelgehäuse 14, welches an der Oberseite des Motorkopfes 11 befestigt ist, ein. Die (nicht gezeigten) Kolben des Triebwerkes bewegen sich in Zylindern auf und ab (ebenfalls nicht gezeigt) und sind zum Drehen einer Kurbelwelle 66 angeschlossen. Ein Zahnkranz 62 ist an einem an der Kurbelwelle befindlichen Schwungrad angebracht, wobei die Zähne 63 an dem Zahnkranz 62 einzeln mit einem Startmotor (nicht gezeigt) zum Starten des Triebwerkes in Eingriff sind.

Eine Vielzahl von Treibstoffeinspritzern 16 injizieren zugemessene Mengen von Treibstoff in die Zylinder, nachdem Einlaßluft in den Zylindern genügend komprimiert worden ist, um Kompressionszündung der resultierenden brennbaren Mischung hervorzurufen. Die Einspritzer 16 können vom Einheitstyp sein, welcher die Merkmale der in der US-PS 33 51 288 gezeigten Einspritzer aufweist. Eine gemeinsame Treibstoffzuführungsleitung 17 verbindet

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die Einspritzer 16 mit einem Treibstoffzuführsystem, welches eine Treibstoffpumpe 18 des in der US-PS 31 39 875 gezeigten Merkmals einschließt. Die Treibstoffpumpe 18 zieht Treibstoff 19 aus einem Vorrats- oder Treibstofftank 21 und bildet eine geregelte Treibstoffquelle für den der Leitung 17 gelieferten Treibstoff. Ein Drosselventil ist in der Treibstoffpumpe 18 eingebaut und erlaubt es dem Triebwerks-Betreiber, den Treibstoffdruck, der den Einspritzern geliefert wird, zu regeln. Mit jedem der Einspritzer 16 ist ebenfalls eine Treibstoffrückführungsleitung 24 verbunden, welche Treibstoff von den Einspritzern 16 zum Treibstofftank 21 zurückbefördert.

Das Triebwerk 10 schließt weiterhin eine Turboladereinheit 30 ein, welche konventioneller Bauart sein kann. Diese Turboladereinheit schließt eine Turbine ein, welche Triebwerksabgase von einer Abgaseinheit 32 empfängt und weiterhin einen Kompressor, welcher über eine Luftzuführung 33 mit einer Luftansaugeinrichtung des Triebwerks verbunden ist.

Das Triebwerk 10 schließt weiterhin eine Schmiermitteleinheit zum Im-Kreisführen eines Schmiermittels wie Öl durch die unterschiedlichen betrieblichen Teile des Triebwerks ein. Die Schmiermitteleinrichtung schließt eine Schmiermittelpumpe 41 ein, welche das Schmiermittel von einem Schmiermittelvorrat im Kurbelwellengehäuse und ölwanne 13 abzieht und unter Druck zu einer Kühlmittelrippenpassage 42 im Motorblock pumpt. Der Druck

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in der Rippenpassage 42 wird durch ein in einer über die Schmiermittelpumpe 41 verlaufenden Bypassleitung 44 angeschlossenes Druckregelventil, reguliert.

Mehrere mechanischer Kupplungen^ welche durch unterbrochene Linien in der Figur 1 angedeutet sind und mit dem Bezugszeichen 67 und 69 bezeichnet sind, verbinden die Kurbelwelle 66 mit der Treibstoffpumpe und der Schmiermittelpumpe 41 .

Eine Diagnoseeinrichtung nach der Erfindung schließt einen Umdrehungszähler (CEM) Sensor 51 ein, welcher bevorzugt im Kipphebelgehäuse 14 angebracht ist und auf die Bewegungen von betrieblichen Teilen des Triebwerkes' reagiert. Beispielsweise kann der CEM-Sensor 51 ein Sensor vom Typ, der auf der Näherung magnetischer Spulen beruht, welcher benachbart dem Kipphebel angebracht ist, der den Einspritzer 16 des Zylinders 1 betätigt. Dieser Kipphebel dreht sich während des Einspritzens, welches gegen das Ende des Kompressionshubs des Zylinders-1-Kolbens erfolgt; diese Bewegung veranlaßt den CEM-Sensor 52 dazu, ein CEM-Signal gegen Ende des Kompressionshubs des Zylinder-1-Kolbens hervorzubringen. Das CEM-Signal wird für die Überprüfung von Triebwerksparametern, wie weiter unten beschrieben, verwandt.

Die Diagnoseeinrichtung schließt weiterhin einen Triebwerksgeschwindigkeitssensor 61 ein, die benachbart dem äußeren Umfang des Schwungradzahnkranzes 62 des Triebwerkes 10 angebracht ist. Die Figur 2 zeigt ein Beispiel des Triebwerksgeschwindigkeitssensors 61 und der mit ihm verbundenen Schaltkreise. Der Triebwerksgeschwindigkeitssensor 61 besitzt zwei mit Abstand angeordnete

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'Jit

Elemente 91 und 92, die bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel variable magnetische Verzögerungssensoren sind. Die Zähne 63 rufen während Ihrer Bewegung im Uhrzeigersinn zuerst Signale im Element 91 und darauf im Element 92 hervor. Ein Oszillator 93 ist mit einem Zähler 94 verbunden, welcher durch die Zahnimpulse der Elemente gesteuert wird. Ein Impuls vom Element 91 bewirkt über die Schaltkreise und 97 ein Setzen oder Starten des Zählers 94 und ein Impuls vom Element 92 bewirkt über die Schaltkreise und 97 das Löschen oder Anhalten des Zählers.

Das mit jeder Zahl verbundene Zählsignal wird durch einen Prozessor 29 gelesen. Jedes Zählsignal ist direkt dem Zeitintervall ( /^ t) proportional, welches für die Bewegung eines Zahnes von einem Element 91 zum anderen Element 92 notwendig ist, und invers proportional zur augenblicklichen Geschwindigkeit des Zahnkranzes. Ein Faktor zum Umrechnen der abgelesenen Zählsignale in Umdrehungen pro Minute des Triebwerks kann als Eingabe in den Prozessor 29 vorgesehen sein, welche aus physikalischen Messungen, wie beispielsweise dem Abstand X zwischen den Elementen 91 und 92 und der Radius R der Elemente 91 und 92, beruht, oder innerhalb des Prozessors, gegründet auf Signale vom Umdrehungszähler,berechnet werden.

Die Diagnoseeinrichtung schließt weiterhin eine Anzahl von Triebwerkssensoren ein, eingeschlossen einen Treibstoffdrucksensor 27, angeschlossen in der Leitung 17, einen Schmiermitteldrucksensor 46, angeschlossen in der Rippenpassage 42 und einen Ansauglufteinheitsdruck-

fil 1 fi Π λ ^) f f% f* ⁹I ö

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-Ab-

sensor 34, angeschlossen in der Ansauglufteinheit. Die Sensoren 51 und 61 sind mit einem Zähler/Zeitgeber Modul 22 verbunden, und die Sensoren 27, 34, 46 sind an einen Analog/Digitalkonverter 23 angeschlossen, wobei die Komponenten 22, 23 mit dem Prozessor 29 verbunden sind. Der Prozessor 29 liefert Ausgangssignale zu einer Ausgabeeinheit 7O, welche beispielsweise visuelle Anzeigen und permanente Aufzeichnungen liefern kann.

In Figur 3 ist die Diagnoseeinheit detaillierter dargestellt. Der Prozessor 29 schließt eine Verarbeitungseinheit 71 und eine Speichereinheit 7 2 ein. Eine Betreiber-Schalttafel 73 ist an der Verarbeitungseinheit 73 angeschlossen und bildet Mittel, durch welche ein Betreiber Informationen und Befehle eingeben kann und schließt die Ausgabeeinheit 70 ein. Der CEM-Sensor 51 ist in einer Stellung dargestellt, in welcher er die Bewegung eines Kipphebels 74 für einen Injektionsstößel 76 ermittelt. Ein Steuernocken 77 bewegt den Stößel 76 in einen Injektionshub gegen Ende des Kompressionshubs.

Die Komponenten 22, 23, 29, 73 können beispielsweise standardisierte Produkte der Texas Instruments Company aufweisen.

Die mit dem Bezugszeichen 78 in Figur 5 bezeichnete Kurve zeigt die Variation der Triebwerksgeschwindigkeit mit der Zeit, wenn das Triebwerk auf Öffnen des Drosselventils zur vollständig offenen Position beschleunigt. Es ist ersichtlich, daß die Triebwerksge-

- 10 -

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■Α.

schwindigkeit im allgemeinen linear während einer derartigen Beschleunigung anwächst, bis die maximale begrenzte Geschwindigkeit erreicht ist. Figur 5 zeigt die Betriebsweise von drei Triebwerken mit unterschiedlich eingestellten begrenzten Maximalgeschwindigkeiten. Die drei Geschwindigkeitseinstellungen oder Niveaus sind durch die Bezugszeichen 79, 80, 81 gekennzeichnet. Die Maxima 83, 84, 85, bei denen die Kurve 78 die Kurve 79, 80, 81 schneidet, sind durch Überschießen des Geschwindigkeitsreglers hervorgerufen.

Mit besonderem Bezug auf Figur 6 sind drei unterschiedliche Turboladerkennlinien 101, 102, 103 dargestellt, welche entsprechend mit den Kurven 79, 80, 81 zusammengehören. Während der anfänglichen Triebwerksbeschleunigung fällt der Druck der Ansauglufteinheit, wie durch den Abfall 104 der Druckkurve angegeben, da das Triebwerk Luft in die Zylinder durch den Kompressor saugt. Nach dem Anfangsdruckabfall 104 beginnt der Turbolader sich zu erholen, wenn die erhöhte Energie der Abgase die Turbine mit zunehmender Geschwindigkeit antreibt. Nichtsdestoweniger hinkt die Zeit des Druckanwachsens, dargestellt durch das Bezugszeichen 1O6 hinter der Triebwerksbeschleunigung her, wenn das Drosselventil vollständig geöffnet ist und die Triebwerksgeschwindigkeit schnell wächst.

Der Punkt 107, bei dem Kurve 106 die Kurve 101 schneidet, entspricht dem Maximum 83, wenn der Geschwindigkeitsregler aufhört. Wenn die Triebwerksbeschleunigung aufhört, fährt die Turbinengeschwindigkeit fort, schrittweise anzuwachsen, bis sie in dem Kurvenbereich, welcher

- 11 -

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durch das Bezugszeichen 108 bezeichnet ist, sich stabilisiert. Die Erholungsgeschwindigkeit ist ein gutes Merkmal für das Verhalten oder die Funktionsfähigkeit des ,Turboladers, wobei die Änderung des Ansauglufteinheitsdruckes proportional der Geschwindigkeit der Erholung ist.

Erfindungsgemäß werden zwei Proben mit zeitlichem Abstand des Luftansaugeinheitsdruckes an Zeiten T„ T-. (Figur 5) , kurz nachdem das Triebwerk sich bei maximaler geregelter Geschwindigkeit stabilisiert hat, genommen, aber bevor sich der Turbolader 31 stabilisiert hat. Die Zeit T. (Figur 5) ist die Zeit, bei der die Triebwerksgeschwindigkeit aufhört anzuwachsen und die Steigung der Geschwindigkeit gegen Zeitkurve 0 ist, und die Zeiten T₂ und T-. liegen kurz hinter der Zeit T₁. Die beiden Druckmessungen werden unter Verwendung des Sensors 34 zu den Zeiten 109 und 110 (Figur 6) durchgeführt, wobei die Geschwindigkeit der Druckänderung mit einem Bezugsoder Standardwert verglichen wird.

Die beiden Kurven 102, 103 ähneln der Kurve 101, gehören jedoch zu den beiden Geschwindigkeitskurven 80, 81. Die Kurven 101, 103 haben höhere Druckniveaus aufgrund höherer Maximalgeschwindigkeiten des Triebwerks, die Druckprobenahmezeiten T„ und T₃ sind später, da die Maxima 84, 85 später liegen.

Der in den Figuren 1 und 3 dargestellte Prozessor verarbeitet die von den Sensoren und von dem Betreiber empfangenen Informationen erfindungsgemäß. Der Prozessor

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•A-

kann ein Computer für allgemeine Zwecke sein, welcher
derart programmiert ist, daß er die beschriebenen
Operationen durchführt, und Figur 4 ist ein Flußdiagramm,
welches ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und der programmierten Betriebsweise zeigt. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf dieses spezielle Beispiel beschränkt
welches lediglich zur Erleichterung der Beschreibung
der Erfindung gegeben ist. ;

Die Signale von dem Sensor 34 und dem Konverter 23 j

werden beim Schritt 121 empfangen und verschiedene !

Systemparameter anfänglich im System beim Schritt 122 ι

gesetzt. Diese Parameter schließen MAXIDL ein, welches i

die höchste Leerlaufgeschwindigkeit ist, die vor Durch- j führung der überprüfung erlaubt ist, STRTSED, nämlich

die TriebwerksSchwellengeschwindigkeit, die verwandt j

wird um die Beschleunigung des Triebwerkes zu verwirk- j liehen; DELAY 1, eine Zeitverzögerung (wie 1O Sekunden)

um es den Triebwerksbedingungen zu erlauben, sich bei ,

niedriger Leerlaufgeschwindigkeit zu stabilisieren; !

DELAY 2, eine Zeitverzögerung (wie 100 msek), um es \

dem Triebwerk zu erlauben, sich bei maximaler geregelter j

Geschwindigkeit zu stabilisieren; DELAY 3, eine Zeit- I

verzögerung (wie 200 msek) zwischen der Probenahme j

des Druckes der Ansauglufteinheit (IMP); und REFRSPNS, j

welches eine nominelle Bezugsantwort für einen fehler- j

freien Turbolader ist, oder ein Vergleichswert, welcher |

von einem zufriedenstellenden Turbolader erhalten wurde. j Die Triebwerksgeschwindigkeit, auf die sich bezogen wird,
ist die Triebwerkskurbelwellengeschwindigkeit. Bei einem
Triebwerk, bei dem die maximale geregelte Geschwindigkeit

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etwa 2400 Umdrehungen pro Minute ist, ist die MAXIDL-Geschwindigkeit etwa 750 bis 800 Umdrehungen pro Minute und die STRTSPD ist etwa 1600 Umdrehungen pro Minute. Die Untersuchung wird bevorzugt unter belastungsfreien Bedingungen durchgeführt, so daß ein Dynamometer nicht notwendig ist.

Bei Schritt 123 wird die Triebwerksgeschwindigkeit gemessen und bei Schritt 124 mit MAXIDL verglichen, und, falls dieses größer ist, der Betreiber bei Schritt 126 dazu veranlaßt, das Triebwerk bezüglich der Leerlaufgeschwindigkeit einzustellen. Diese Aufforderung kann auf der Betreiber-Schalttafel 73 stattfinden (Figur 3), welche eine in der Hand gehaltene Steuereinheit sein kann. Wenn die gemessene Geschwindigkeit nicht größer als MAXIDL ist, geht das Verfahren zu Schritt 127, nämlich einem Zeitaufschub, um Stabilisierung von Triebwerk und Turbolader zu erlauben. Am Ende von DELAY 1, wird der Betreiber bei Schritt 128 dazu veranlaßt, das Triebwerk zu beschleunigen und bei Schritt 129 wird die Geschwindigkeit während der Beschleunigung angezeigt.Beim Schritt 131 wird die Geschwindigkeit mit STRTSPD verglichen, und wenn diese größer ist, geht das Verfahren zu den Schritten 132, 133, 134 weiter. In diesen drei Schritten wird eine Serie von Geschwindigkeitsablesungen genommen, wobei jede neue Ablesung mit der vorhergehenden Ablesung verglichen wird. Die Verfahrens-Zyklen durch die Schritte 132, 133, 134 finden so lange statt, wie jede neue Ablesung höher als die direkt vorhergehende Ablesung ist. Wenn eine Ablesung nicht größer als die vorhergehende Ablesung ist, welches anzeigt, daß die Trieb-

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Werksgeschwindigkeit sich beim Maximum 83 ausgeglichen hat-(Zeit T₁) in Figur 5- geht das Verfahren weiter zum Schritt 136 DELAY 2, welches die Zeit zwischen T₁ und T„ ist. Am Ende von DELAY 2 wird der Ansauglufteinheitsdruck (IMP) beim Schritt 137 abgelesen, welches der Punkt 109 in Figur 6 ist. Beim Schritt 138 tritt DELAY 3 auf, welches die Zeit zwischen T„ und T_ ist, und beim Schritt 139 wird IMP wieder am Punkt 110 abgelesen.

Beim Schritt 141 werden die beiden Druckablesungen subtrahiert und durch DELAY 3 dividiert, um das Antwortverhalten oder die Änderungsgeschwindigkeit des Drucks zu erhalten. Am nächsten Schritt 142 wird das Antwortverhalten mit dem Vergleich REFRSPNS verglichen. Beim gegenwärtigen Beispiel wird der untersuchte Turbolader als zufriedenstellend betrachtet, wenn das Antwortverhalten mindestens 0,9 desjenigen des Vergleichswertes beträgt. Wenn das Antwortverhalten weniger als 0,9 des Vergleichs beträgt, fährt das Verfahren bei den Schritten 143 und 144 fort, bei denen ein Fehler angezeigt wird und die Routine endet. Wenn das Antwortverhalten größer als 0,9 ist, läuft das Verfahren weiter zum Schritt 146, wo diese Antwort mit 1,1 REFRSPNS verglichen wird, um zu bestimmen, ob das Antwortverhalten übermäßig ist. Wenn das Antwortverhalten größer als 1,1 des Vergleichswertes ist, verzweigt sich das Verfahren auf die Schritte 143 und 144. Wenn das Antwortverhalten im Bereich zwischen 0,9 und 1,1 REFRSPNS liegt, geht das Verfahren zu den Schritten 147 und 148 weiter, bei denen der Zustand "fehlerfrei" angezeigt wird und die Routine endet.

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Die erfindungsgemäße Einrichtung und Verfahren werden bevorzugt in einer Vielzahl anderer Untersuchungen unterschiedlicher Triebwerksparameter eingeschlossen, wobei die in Figur 1 dargestellten Sensoren verwandt werden.

Aus obigem ist offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Turbolader-Überprüfung schnell und präzise durchgeführt werden kann. Lediglich ein einziger Beschleunigungslauf ist notwendig, wobei die Luftdruckablesungen an Zeiten durchgeführt werden, an denen die übrigen Betriebsbedingungen des Triebwerks sich stabilisiert haben. Daraus folgend sind Änderungen in der Steuerung der Treibstofftriebwerkspumpe kein Faktor, und die Treibstoff zuführung ist ein relativ konstanter und gesteuerter Wert, während die Messungen durchgeführt werden.

Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

- 16 -

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BOEHMERT & BCEHMEKT

BEZUGoZSICHENLISTE (LIST OF REFERSKCE NUMERALS)

!1334*0

1	1
2	2
3	3
4-
5	5
6	6
7	7
8	8
9	9
10 Triebwerk	10
1^ Motorkopf	ΛΛ
^, 2 Motorblock	12
^l 7 Ölwanne	13
14- Kipphebelgehäuse	14·
15	15
16 Einspritzer	16
17 Treibstoff-Leitung	17
18 Treibstoffpumpe	18
19 Treibstoff	19
20	20
21 Treibstofftank	21
22 Zähler/Zeitgeber-Modul	22
23 Analoa/Digital-Konverter	?3
24- Treibstof frückführleitung	24-
25	25
	26
27	27
28	28
29 Prozessor	29

03Q0Ö2/0678 ORIGINAL INSPECTED

BOEHMERT & BOEHMER7

31	31
3<? Abgas-Einheit	32
33 Luftzuführung	33
34 Luft-Ansauqeinheits-Druckitiesser	34
35	35
36	36
37	37
33	38
39	39
40	40
41 Schmiermittelpuitipe	41
42 Rippenpassaae	42
43 Druckregelventil	43
44 Bvpass—Lei tuna	44
^5	45
46 Schirn ermi tte] drucksensor	46
47	47
48	48
49	49
50	50
51 Umdrehunaszähler: CEM-Sensor	51
52	52
53	53
54	54
55	55
56	56
57	57
55	58
59	59
60	60
61 Triebwerksaeschwindiakeitsmesser mit 91 und 92	61
62 Zahnkranz; Sohwunarad—Zahnkranz	62
63 Zähne von 62	63
64	64
65	65

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.'"? ι T- ->s2.-h ^.-AjftS

BOEHMERT & EOEHMERT

o6	Kurbelwelle	66
67	mechanische Kupplung	67
68		68
69	mechanische Kupplung	69
70	Ausgabeeinheit	70
71	Verarbeitungseinheit	71
72	■ Speichereinheit	72
73	Schalttafel-Einheit	73
74	Kipphebel	74
75		75
76	Einspritzer-Stößel	76
77	Steuernocken	77
78	Kurve der Abhängigkeit der Triebwerksgeschwindigkeit von c	ier eZfei
79	Geschwindigkeits-Einstellung	79
80	Geschwindigkeits-Einstellung	80
81	Geschwindigkeits—Einstellung	81
82		82
83	Maximum	83
84	Maximum	84
85	Maximum	85
86		86
87		87
88		88
89		89
90		90
91	Element des Triebwerksgeschwindigkeitsmessers 61	91
92	Element des Triebwerksgeschwindigkeitsmessers 61	92
93	Oszillator	93
94	Zähler	94
95		95
96	Schaltkreis für 91	96
97	Schaltkreis für 91	97
98	Schaltkreis für 92	98
99	Schaltkreis für 92	99
100		100

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BOEHMERl & BOEHMEHT

101 Turbolader-Kennlinieh zu Einstellung 79 101

102	Turbolader-Kennlinien zu Einstellung	80 102	.Schleife	Il	108
103	Turbolader-Kennlinien zu Einstellung	81 103	Il .Schleife	109
104	Abfall von 79, 80, 81	104	.Schleife	110
105		105	111
106	Druckanstieg	106	112
107	Schnittpunkt zwischen 101 und 106 ,entsprechend 83 107	113
108		114
109	Zeit T₀	115
110	Zeit T_n	116
111		117
112		118
113		119
114		120
115		121
116		122
117		123
118		124
119		125
120		126
121	Flußdiagrammschritt	127
122	Flußdiagrammschritt	. - 128
123	Flußdiagrammschritt	Gesrihwi nd i gkeifl. 29
124	Flußdiagrammschritt	I3O
125	11	I3I
126	Il	I32
127	Ii .Verzögerung	135
128	Il _rBeschleunicmnq	I34
129	11 .Überwachuncr der	135
130
131	Il
132
133
134
135

030062/0678

BOEHMER" S-. oOFFM-RT

136	Flußdiagrammschritt, Verzögerung	, Messen des Luftansaugeinheitsdrackes	■	136
137	Il	, Verzögerung		137
138	Il	, Ablesen von IMP		138
139	Il			139
140		, Differenzbildung der Druckablesungen u. Division c		140
141	Il	, Vergleich mit Referenzwert		3W#
142	Il	, Fehleranzeige		142
143	Il	, Fehleranzeige		143
144	Il		144
145		, Verzweigung	145
146	Il	, Ende	146
147	Il	_r Ende	147
148	Il		148
149			149
150			150
151			151
152			152
153			153
154			154
155			155
156			156
157			157
158			158
159			159
160			160
161			161
162		162
162		163
164		164
165		165
166		166
167		167
168 .		168
169		169
170		170

030062/0870

Claims

BOEHMERl & BOEHMERT

C .870

ANSPRÜCHE

\ 1J Verfahren zum Prüfen des Antwortverhaltens eines Turboiaders eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Messen der Triebwerksgeschwindigkeit und des Druckes in der Luftansaugeinheit; Stabilisieren des Triebwerkes und des Turboladers auf einer Geschwindigkeit unterhalb der maximalen gesteuerten Geschwindigkeit; schnelles Beschleunigen des Triebwerks auf die maximale gesteuerte Geschwindigkeit; Durchführung einer ersten und einer zweiten Druckmessung, nachdem sich das Triebwerk bei gesteuerter maximaler Geschwindigkeit stabilisiert hat, aber bevor der Turbolader stabile Bedingungen erreicht hat; und Bestimmen des Antwortverhaltens des Turboladers mittels dieser Messungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Druckmessungen durch ein Zeitintervall getrennt sind und daß ein weiterer Schritt, die Berechnung der Druckänderungsgeschwindigkeit während dieses Zeitintervalls, eingeschlossen ist.

Ö30D82/067S ORIGINAL INSPECTED

BOEHMERT & BÜEHMERT
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Messungen durch ein Zeitintervall getrennt werden und ein weiterer Schritt, Subtraktion der ersten und zweiten Messungen zum Erhalt einer Druckdifferenz ist; und diese Differenz durch das Zeitintervall dividiert wird, um das Antwortverhalten zu ermitteln.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Schritt Vergleichen des Antwortverhaltens mit einem Vergleichswert, welcher eine zufriedenstellende Arbeitsweise repräsentiert, eingeschlossen ist.
5. Vorrichtung zum überprüfen eines Turboladers eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch Geschwindigkeitsmeßeinrichtungen (61), welche auf die Triebwerksgeschwindigkeit reagieren; Druckmeßeinrichtungen (34), welche den Druck der Luftansaugeinrichtungen empfangen; und Prozessoreinrichtungen (2g), welche auf diese Geschwindigkeit und den Druck reagieren, um zu bestimmen, wann sich das Triebwerk (10) bei maximaler gesteuerter Geschwindigkeit nach einem Zeitraum schneller Beschleunigung stabilisiert hat, und um erste und zweite Druckmessungen, getrennt durch einen Zeitraum, durchzuführen, nachdem das Triebwerk sich stabilisiert hat, aber bevor der Turbolader stabile Bedingungen erreicht hat.
6. Vorrrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessoreinrichtungen (2'9) ein Mittel ' (71 ) zum Subtrahieren der ersten und zweiten Druckmessungen ein-

BOEHMER7 & BOEHMEFiT

- S-

schließtf um eine Differenz zu erhalten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessoreinrichtungen (2 9) weiterhin Einrichtungen (71) zum Vergleichen dieser Differenz mit einem Vergleichswert einschließt.