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Vorrichtung zur Überwachung der Zündung von Explosionsmotoren. Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur ständigen Überwachung der Zündung eines
Explosionsmotors und besteht darin, daß an einer vom Maschinenführer zu beobachtenden
Stelle Apparate mit ablenkbaren Organen oder mit Lichtsignalen angebracht sind,
an denen man erkennen kann, ob an den Zündkerzen die für die Erzeugung eines Funkens
nötige elektrische Spannung besteht und mit denen man ferner mit genügender Genauigkeit
den durch die Zündmaschine gelieferten Strom nach Größe und Spannung messen kann.
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Bei der in Abb. I der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform
dienen zur Überwachung der einzelnen Zündkerzen b1, b2, b3, b4 eines vierzylindrigen
Motors Geißlersche Röhren a1, a2, d3, a4, die einerseits an die einzelnen Zündkerzen
und anderseits an die Massem angeschlossen sind.
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Der zur Erleuchtung der Geißlerschen Röhren erforderliche Strom ist
sehr schwach und kann im Verhältnis zu dem durch die Kerzen gehenden Strom vernachlässigt
werden. Die einer Kerze entsprechende Röhre wird also aufleuchten, wenn die Kerze
einwandfrei arbeitet, andernfalls aber dunkel bleiben, wenn beispielsweise die Kerze
verschmutzt oder verbrannt oder kurzgeschlossen ist, oder wenn die Zündmaschine
schlecht arbeitet. Der letzterwähnte Fall wird aber nur dann öfter in Betracht kommen,
wenn keine der Kerzen in Wirkung ist.
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In die Leitung einer jeden Geißlerschen Röhre ist zur Begrenzung der
Stärke des in die Röhren gelangenden Stromes ein Kondensator c von geringer Kapazität
eingeschaltet. Dieser Kondensator kann durch einen Widerstand von sehr großem Wert,
beispielsweise von mehreren tausend Megohm, ersetzt werden.
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Die Vorrichtung zum Ausgleich der in den Kerzen auftretenden Spannungsschwankungen
kann auch ein Elektrometer beliebiger Art sein, das so eingerichtet ist, daß es
ständigen Erschütterungen widerstehen kann, wenn der Motor etwa auf einem Kraftwagen
untergebracht ist. Diese Vorrichtung kann beispielsweise aus einem Goldblattelektroskop
bestehen. Sie zeigt die mittlere Spannung an, außer wenn man zwischen sie und die
Kerze einen Detektor einschaltet, der beispielsweise -eine Vakuumröhre mit Glühkathode
.sein kann, wie sie unter dem Namen Pliotron bekannt ist. In diesem Fall zeigt das
Elektrom=eter die höchste in der Zündkerze auftretende Spannung an.
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Das Schema der Abb. 2 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform
der Erfindung mit nur einer einzigen Geißlerschen Röhre a, .mit der eine Mehrzahl
von Zündkerzen überwacht werden kann. In diesem Fall ist zwischen den Kondensator
c und die Leitungen i, z, 3, 4. der vier Zündkerzen ein Schalter d eingeschaltet,
dem vier Kontakte und ein toter Block 0 gegenüberstehen.
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Die Geißlersche Röhre ist indessen keine Meßvorrichtung und läßt die
Höhe der Spannung nicht erkennen. Es empfiehlt sich daher, die Vorrichtung durch
einen Apparat zu vervollständigen, der die Spannung und die Stärke des Kerzenstromes
zu messen gestattet. Man kann alsdann gleichzeitig den Gang der Zündmaschine wie
auch die Arbeit der einzelnen Kerzen überwachen und erhält somit schon rechtzeitig
Warnungssignale, wenn :die Zündmaschine. in Unordnung kommt, was besonders von Vorteil
ist, wenn es sich um Motoren für Luftfahrzeuge handelt, weil dann der Führer rechtzeitig
zurückkehren oder landen kann.
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Zu dem erwähnten Zweck bedient man sich am besten der Vakuumröhren,
die unter dem Namen Audion bekannt sind. ;Das Schaltungsschema einer derartigen
Einrichtung ist in Abb. 3 gegeben, in der -das Audion mit seiner Platte P, dem Rost
G und dem Faden F dargestellt ist. Der negative Pol dieses Fadens ist mit denn Körper
der Zündkerzen durch die Leitung r verbunden, E ist
der Unterbrecher
für den Heizstrom des Audions, in den eine Trockenbatterie p mit einem Milliamperemeter
A und die Platte ,des, Audions eingeschaltet ist. Ferner sind in den Stromkreis
zwei Kondensatoren cl und c2 eingeschaltet, die so abgestimmt sind, daß der Kondensator
cl eine n-mal kleinere Kapazität besitzt als der Kondensator c2. Die Spannungsschwankungen
des Rostes G, der an die miteinander verbundenen Beläge der Kondensatoren cl und
c2 angeschlossen ist, sind also n -nial kleiner als diejenigen der zu beobachtenden
Kerze.
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Wenn der Motor nicht läuft hat der durch das Milliamperemeter angezeigte
Strom einen bestimmten Wert, der von der Konstruktion des Audions und von der Spannung
der damit verbundenen Batterie abhängt. Die Stellung der Nadel rechnet unter diesen
Umständen für die folgenden Spannungen von Null an. Wenn der Motor in Gang gesetzt
wird, ruft die Detektorwirkung des Roststromes des Audions die allmähliche Entladung
des Kondensators c2 hervor, und der durch das Milliamperemeter A angezeigte Strom
beginnt abzunehmen. Sobald er sich nicht mehr verändert, ist dies ein Zeichen dafür,
daß die Entladung des Kondensators beendet ist. Der Ausschlag der Nadel gibt in
diesem Augenblick das Mittel aus den Potentialschwankungen des Rostes an und demgemäß
auch das Mittel aus den Potentialschwankungen der Kerze, deren Zustand genau festgestellt
werden soll.
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Verbindet man hierauf nun mittels des Schalters d den zuerst mit der
Kerze verbundener Belag des Kondensators cl mit der Masse, so nimmt der Rost G ein
festes Potential an. Der Ausschlag der Nadel zeigt in diesem Augenblick den größten
Betrag der Potentialschwankungen an, denen der Rost vorher unterworfen war, und
infolgedessen auch die größte Spannung der Kerze, deren Feststellung gleichfalls
von Interesse ist.
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Der Höchstwert des in einen Funken übergehenden Stromes wird durch
eine ähnliche Vorrichtung gemessen. Man schaltet zu diesem Zweck in den elektrischen
Stromkreis einer jeden Kerze nicht induzierende Widerstände s1, s2, s3, s4 von geeignetem
Wert ein und mißt den größten Spannungsunterschied an den Klemmen eines jeden Widerstandes.
Die Anordnung der hierbei in Betracht kommenden verschiedenen Organe ist aus dem
Schema der Abb. 4 ersichtlich, worin B ein doppelter Vierwegeschalter ist, von dessen
beiden mittleren Kontaktschienen die eine, e2, mit dem Faden F des Audions, die
andere, e1, mit dem Kondensator cl verbunden ist, der durch den Schalter d an Masse
gelegt werden kann.
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Es ist ersichtlich, daß wie vorher sowohl die mittlere Spannung wie
auch 'die Höchstspannung zwischen den Kontaktpunkten des Schalters B, also an den
Klemmen des einen oder anderen Widerstandes s1, s2, s3, s4, auftritt. Hieraus läßt
sich dann der Wert des mittleren und des größten Stromes ableiten. Das Verhältnis
zwischen den Kapazitäten der Kondensatoren cl und c2 liegt in diesem Fall sehr nahe
an i.
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Es empfiehlt sich das Miniamperemeter mit einer besonderen beweglichen
Teilung zu' versehen, deren Nullpunkt im Augenblick des Anlassers des Motors, in
die oben angegebene Stellung gebracht wind.
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Man kann .die beiden in den Ab-b. 3 und .4 dargestellten Anordnungen
auch derart vereinigen, @daß die beiden Messungen mittels eines einzigen Audions
und eines einzigen Milliamperemeters ausgeführt werden. Die Vorrichtung wird dann
mit zwei verschiedenen Teilungen, nämlich einer in Volt und einer in Milliamperemetern,
versehen.