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Prüfstand für Brennstoffeinspritzpumpen
Bei Prüfständen für Brennstoffeinspritzpumpen wird das Prüföl der Prüflingspumpe durch eine zum
Prüfstand gehörige Förderpumpezugeführt. Diese Förderpumpe übernimmt während der Prüfung die Aufgabe der üblichen zur Einspritzpumpe gehörigen Vorpumpe und wird deshalb verwendet, um das Prüfergebnis von der jeweiligen Funktion der zur Einspritzpumpe gehörigen Vorpumpe unabhängig zu machen und damit Fehlerquellen auszuschalten.
Insbesondere bei der Prüfung von Einspritzpumpen, bei denen der Kolben, beispielsweise mit einer Schrägnut, die Ansaugung und das Ende des Druckhubes bestimmt, treten infolge der verhältnismässig kurzen Ansaugzeiten Rückwirkungen auf die von der Förderpumpe zur Einspritzpumpe führende Förderleitung auf, die zu starken Druckschwankungen in der Ansaugleitung der Einspritzpumpe führen. Solche Druckschwankungen haben erhebliche Füllungsänderungen zur Folge, die drehzahlabhängig sind. Am Prüfstand beeinträchtigen sie in unerwünschter Weise das Prüfergebnis und machen eine präzise Prüfung unmöglich.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, diesem Übelstand entgegen zu treten und besteht im wesentlichen darin, dass in die von der Förderpumpe zur Prüflingspumpe führende Förderleitung an einer Stelle nahe dem Anschluss der Prüflingspumpe ein in der Förderrichtung öffnendes Rückschlagventil eingeschaltet und zwischen diesem und dem Anschluss der Prüflingspumpe an die Förderleitung eine Rückführleitung angeschlossen ist, in die ein in der Rückströmrichtung öffnendes Rückschlagventil eingeschaltet ist. Auf diese Weise werden Druckschwankungen von der Förderleitung abgeleitet und es wird die Rückwirkung dieser Druckschwankungen auf die einzelnen Pumpenelemente wesentlich vermindert.
Gemäss der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, dass ein an sich bekanntes geschlossenes Ausgleichsgefäss mit einem durch eine Feder od. dgl. belasteten Überströmventil in die Förderleitung eingeschaltet ist, und dass die Rückführleitungin dieses Ausgleichsgefäss mündet. Bei den bekannten Prüfständen dient dieses Ausgleichsgefäss nur dazu, ein ausgleichendes Volumen in die Förderleitung einzuschalten, wobei das Überströmventil dazu dient, das im Überschuss von der Förderpumpe geförderte Prüföl abzuführen.
Die Massnahme, die Rückführleitung über das in der Rückführrichtung öffnende Rückschlagventil in ein solches Ausgleichsgefäss zu führen, ermöglicht, die Rückstösse, die sich sonst in der Förderleitung fortpflanzen würden, an einer Stelle nahe der Prüflingspumpe von der Förderleitung abzuzweigen und in diesem Ausgleichsgefäss zumindest teilweise auszugleichen. Zweckmässig ist die zur Prüflingspumpe wegführende Förderleitung im unteren Bereich und die Rückführleitung im oberen Bereich des Ausgleichsgefässes an dieses angeschlossen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist hiebei das Ausgleichsgefäss als Zylinder mit vertikaler Achse ausgebildet, in den die Förderleitung oben tangential einmündet und von dem die Förderleitung unten tangential weggeführt ist, wobei zweckmässig zwischen Eintritts- und Austrittsstelle der Förderleitung ein Sieb vorgesehen ist.
Durch diese tangentiale Anordnung der Eintritts-und Austrittsstellen wird in gewissem Masse die Wirkung eines Zentrifugalabscheiders erreicht, wodurch die Abscheidung der Gaseinschlüsse aus dem Brennstoff begünstigt wird. Es werden sich auch die Gaseinschlüsse im oberen Teil des Ausgleichsgefässes anreichern und durch ihre Elastizität dazu beitragen, die dort zur Auswirkung gelangenden Rückstösse zu absorbieren. Durch das zwischen Eintritts- und Austrittsstellen angeordnete Sieb kann diese Wirkung noch verbessert werden, da dieses Sieb die Austrittsstelle, von der die Förderleitung zur Einspritzpumpe geht, gegen die Stelle, an der die Rückstösse vernichtet werden sollen, abschirmt.
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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zweckmässig die Mündung der Rück- führleitung im Ausgleichsgefäss knapp unterhalb des Überströmventils angeordnet, u. zw. gegen dieses gerichtet. DieRückstösse werden somit auf dieses Ventil zur Wirkung gebracht, das nun nicht nur ein Über - strömventil darstellt, sondern auch zu einem Druckausgleich befähigt sein soll. Zu diesem Zwecke kann gemäss der Erfindung das Überströmventil als kombiniertes Tellerventil und Kolbenventil ausgebildet sein, wobei der Kolben entweder mit Spiel in seiner Führung sitzt oder Nuten aufweist.
Durch die Wirkung des aus der Rückführleitung austretenden und unmittelbar gegen den Ventilkörper gerichteten Strahles, der noch dadurch, dass die Mündung der Rückführleitung als Strahlrohr ausgebildet wird und dass die der MündungderRückführleitungzugewendete Fläche des Ventilkörpers konkav ausgebildet ist, erhöht werden kann, weicht das Ventil aus und nimmt daher die Rückstösse auf.
Dadurch, dass der Kolben aber undicht in seiner Führung sitzt, wird ein hartes Aufschlagen des Ventiltellers auf den Sitz, das eine negative Druckwelle auslösen und die Ventilfeder zu Schwingungen anregen würde, vermieden und es wird somit eine Dämpfung der Ventilbewegung erreicht bzw. es werden Ventilschwingungen verhindert. Um die Vernichtung der Rückstösse zu begünstigen, soll ein Luftpolster im Bereich der Mündung der Rückführleitung geschaffen werden. Dies erfolgt gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch, dass die Eintrittsöffnung in das Überströmventil unterhalb der höchsten Stelle des das Volumen des Ausgleichsgefässes bestimmenden Hohlraumes liegt, wobei beispielsweise die Ventilführungsbüchse des Überströmventils in das Ausgleichsgefäss hineinragt.
Bei der Fördermengenprüfung wird das Prüföl der Prüflingspumpe durch die zum Prüfstand gehörige Förderpumpe über die Förderleitung mit normalem, wenn auch präziser eingestelltem, Vorpumpendruck zugeführt. Auf den üblichen Prüfständen ist auch die Möglichkeit vorgesehen, die Winkelstellungen der Welleder Prüflingspumpes beidenen die Ansaugbohrung der Pumpenelemente abgeschlossen wird, und bei denen die Überströmbohrung geöffnet wird, zu überprüfen. Dies erfolgt, indem das Prüföl der Prüflingspumpe von der zum Prüfstand gehörigen Förderpumpe über die Förderleitung unter einem den Öffnungsdruck der Druckventile übersteigenden Druck (Hochdruck) zugeführt wird.
Um dies zu ermöglichen, muss ein Öffnen des Überströmventils, das bei der Fördermengenprüfung auf die Rückstösse ansprechen soll, bei solchen niedrigen Drücken vermieden werden, da sonst ein Druckaufbau in der Förderleitung nicht möglich wäre.
Um einen Druckaufbau zu erreichen, kann gemäss der Erfindung die Federbelastung des Überströmventils bis zu einer dem Prüfdruck bei Hochdruckprüfung entsprechenden Belastung veränderbar sein. Bei einer einfachen Ausführungsform kann das Widerlager der als Progressivfeder oder Stufenfeder ausgebildeten Ventilfeder verstellbar, beispielsweise gegen eine Schraubspindel abgestützt sein. Auf einem Prüfstand erscheint es auch erforderlich, für Einspritzpumpen, die ohne Zubringerpumpe arbeiten, wobei der Zuführungsdruck zur Pumpe lediglich durch die Fallhöhe vom Brennstofftank bestimmt ist, die richtigen Zuführungsdruckverhältnisse einzustellen.
In diesem Falle muss wieder das Überströmventil in einem solchen Mass geöffnet werden, dass eine die Abführung der Hauptmenge des überschüssig von der zum Prüfstand gehörigen Förderpumpe gelieferten Brennstoffes ermöglicht wird, wobei der Zuführungsdruck zur Prüflingspumpe durch die Höhe eines verstellbaren Überlaufrohres bestimmt wird.
Auch dies wird bei der erfindungsgemässen Ausbildung ermöglicht, u. zw. dadurch, dass das verstellbare Widerlager der Ventilfeder von einem, zweckmässig hülsenförmigen, Einsatz gebildet ist, der einen Teil des Ventilkörpers mit axialem Spiel untergreift und durch eine Feder im Öffnungssinn des Ventils gegen eine Schraubspindel od. dgl. gedrückt ist. Die Erfindung ermöglicht somit, trotz der Abstimmung des Überlaufventils auf die durch das Rückführrohr auf dem Ventilkörper ausgeübten Rückstösse, die Anordnung auf Hochdruckprüfung und auf Hochtankfüllung umzustellen.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert. Fig. l zeigt die Anordnung im Schema, Fig. 2 zeigt in grösserem Massstab das Überströmventil und die Mündung der Rückführleitung, Fig. 3 stellt einen Querschnitt nach Linie III- und Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV durch den Ventilkörper nach Fig. 2 dar.
In Fig. l stellt 1 den von der zum Prüfstand gehörigen Förderpumpe kommenden Zweig und 2 den
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Ansaugraumder Prüflingspumpe führenden Zweig der Förderleitung dar. In diese Förderleitung ist einRichtung, nämlich in der Rückführrichtung, öffnet. Die im Zweig 2 der Förderleitung auftretenden Rückstösse können nicht über das Rückschlagventil 6 hinauswirken und werden über das Rückschlagventil 9 und
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die Rückführleitung S abgeleitet. Am oberen Ende des Ausgleichsgefässes 3 ist ein Überströmventil 10 vorgesehen, über das der Ausgleichsbehälter 3 mit einer zum Prüfölbehälter des Prüfstandes führenden Ableitung 11 verbunden ist.
Das Überströmventil 10 und die Mündung 12 der Rückführleitung 8 ist in Fig. 2 in grösserem Massstab dargestellt. Die Mündung 12 der Rückführleitung ist gegen den Ventilkörper des Überströmventils 10 gerichtet und als Strahlrohr ausgebildet. Sie weist eine venturirohrartige Verengung 13 auf, in deren BereichDurchbrechungen 14 vorgesehen sind, durch die das umgebende Prüföl angesaugt wird, so dass die
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langen kann. Der Ventilkörper weist einen Ventilteller 16 auf, der mit einem Ventilsitz 17 in der Ventilführungsbüchse 18 zusammenwirkt. Unterhalb des Ventiltellers ist der Ventilkörper als Kolben 19 ausgebildet, so dass das Überströmventil ein kombiniertes Teller-Kolben-Ventil ist.
Dieser Kolben sitzt nun undicht in der Führung 18, indem er entweder mit entsprechendem Spiel eingepasst ist oder, wie Fig. 3 zeigt, axiale Nuten 20 aufweist. Durch diese Undichtheit entsteht eine Drosselung, durch welche die Bewegung des Ventils gedämpft und ein hartes Aufschlagen des Ventiltellers 16 auf den Sitz vermieden wird. Das untere Ende 21 des Ventilkörpers (s. Fig. 4) dient lediglich zur Führung desselben in der Büchse 18 und ist mit Nuten 22 von grossem Querschnitt ausgebildet, die keine Drosselung bewirken.
Die Büchse 18 ragt mit ihrem unteren Ende 23 in den Ausgleichsbehälter hinein, so dass ein Raum 24 geschaffen wird, in dem sich die aus dem Prüföl abgesonderten Gase sammeln und einen elastischen Luftpolster bilden.
Die Anschlüsse 4 und 5 der Förderleitung an den Ausgleichsbehälter'3 sind tangential angeordnet, so dass sich eine durch die Spirale 31 angedeutete durchgehende Strömung im Ausgleichsbehälter 3 ausbildet, welche die Abscheidung von Gaseinschlüssen durch Zentrifugalwirkung begünstigt. Überdies ist ein Sieb 32 zwischen den Anschlussstellen 4 und 5 vorgesehen, das gleichfalls die Gasabscheidung begünstigt und überdies eine Abschirmung der Anschlussstelle 5 gegenüber dem oberen Teil des Ausgleichsbehälters 3 darstellt, in den, über die Mündung 12 der Rückführleitung 8 die Rückstösse zur Wirkung gelangen.
Die Ventilfeder ist, wie in Fig. l der Zeichnung angedeutet ist, als Progressivfeder 25 ausgebildet oder es sind, wie in Fig. 2 angedeutet ist, zwei Federn 27 und 28 vorgesehen, von denen die Feder 27 weicher und die Feder 28 härter ist. Das Widerlager 29 der Feder 25 ist durch eine Schraubenspindel 30 in der Höhenrichtung verstellbar. Wenn dieses Widerlager nach oben verstellt wird, so gelangt nur die weiche Federung zur Wirkung, wodurch der richtige Öffnungsdruck des Überströmventils 10 bei Fördermengenprüfung eingestellt wird. In dieser Stellung reagiert das Überströmventil 10 auf die über die Mündung 12 der Rückführleitung 8 zur Wirkung gebrachten Rückstösse.
Wenn mit Hochdruck geprüft werden soll, wird die Spindel 30 heruntergeschraubt und über die Widerlager 29 wird eine kräftige Federwirkung auf das Überströmventil 10 ausgeübt. Bei dem Beispiel nach Fig. 2 wird hiebei die härtere Feder 28 zur Wirkung gebracht. Durch diese erhöhte Belastung des Überströmventils 10 wird der Aufbau des Hochdruckes ermöglicht.
Soll mit einem Druck geprüft werden. welcher der Hochtankzuführung entspricht, so wird die Spindel 30 ganz nach oben geschraubt. Das Widerlager 29 ist als Hülse 33 ausgebildet, die durch eine Feder 34 nach oben gedrückt wird. Am unteren Ende weist diese Hülse einen Bund oder Pratzen 35 auf, die den Federteller 36 des Überströmventils 10 untergreifen und das Ventil abheben. Durch die Nuten 20 des Kolbens 19 wird die Hauptmenge des übermässig geförderten Prüföles zur Ableitung 11 abgeleitet.
43 ist ein in die Förderleitung eingeschaltetes Thermometer. 44 ist ein Hochdruckmanometer und 45 ein Niederdruckmanometer. Beide Manometer sind über eine Leitung 46 an den Zweig 2 der Förderleitung angeschlossen. Ein in einem Zylinder 47 geführtes Kolbenventil 48 wird durch eine Feder 49 abwärts gedrückt und verbindet in dieser Stellung über eine Nut 50 das Niederdruckmanometer 45 mit der Förderleitung l, 2. Wird auf Hochdruckprüfung umgeschaltet, so wird der Kolben 48 durch den Druck in
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leitung, die zur Ableitung 11 führt.
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