BRPI0513254B1

BRPI0513254B1 - Processo e dispositivo para o teste de vazamento de uma válvula de injeção de combustível de uma máquina de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0513254B1
Application number: BRPI0513254-1A
Authority: BR
Inventors: Degler Traugott; Empacher Lars; Hempel Andreas; Beuer Wolfgang; Jaeger Hans-Martin; Howey Myriam
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2018-08-07
Also published as: CN101061303A; EP1815120B1; WO2006053852A1; JP4547007B2; EP1815120A1; US20080264157A1; US7937988B2; JP2008520891A; BRPI0513254A; CN101061303B; DE102004055575A1

Abstract

processo e dispositivo para o teste de vazamento de uma válvula de injeção de combustível de uma máquina de combustão interna. a presente invenção refere-se a um processo e um dispositivo para o teste de vazamento de uma válvula de injeção de combustível de uma máquina de combustão interna, onde determina-se uma grandeza de temperatura, que caracteriza a temperatura de, pelo menos, uma parte da válvula de injeção de combustível. partindo dessa grandeza de temperatura, é concluído sobre a existência de um vazamento.

Description

(54) Título: PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O TESTE DE VAZAMENTO DE UMA VÁLVULA DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL DE UMA MÁQUINA DE COMBUSTÃO INTERNA (51) Int.CI.: F02D 41/22; F02D 41/38; F02M 65/00; G01M 3/04; G01M 3/02 (30) Prioridade Unionista: 18/11/2004 DE 10 2004 055 575.3 (73) Titular(es): ROBERT BOSCH GMBH (72) Inventor(es): TRAUGOTT DEGLER; LARS EMPACHER; ANDREAS HEMPEL; WOLFGANG BEUER; HANS-MARTIN JAEGER; MYRIAM HOWEY (85) Data do Início da Fase Nacional: 11/01/2007

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O TESTE DE VAZAMENTO DE UMA VÁLVULA DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL DE UMA MÁQUINA DE COMBUSTÃO INTERNA.

Estado da técnica [001] A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo para o teste de vazamento de uma válvula de injeção de combustível para uma máquina de combustão interna, com um atuador, através do qual é comandada uma ligação da válvula de injeção de combustível, com uma fonte de combustível de alta pressão, pelo menos, indiretamente, através de uma unidade de comando elétrica, de acordo com os preâmbulos das reivindicações independentes.

[002] No caso de veículos automotores com uma máquina de combustão interna, o combustível é extraído, com o auxílio de uma bomba de combustível, de um reservatório de combustível e, através de condutores de combustível, é conduzido às válvulas de injeção de combustível, também designadas como injetores. O excesso de combustível consegue retornar ao reservatório de combustível, normalmente, através de um condutor de retorno. Em máquinas de combustão interna com injeção sob alta pressão, em particular, em máquinas de combustão interna com auto-ignição, à bomba de combustível se conecta uma outra bomba, que produz uma pressão muito alta em uma área de alta pressão, também designada como Rail, que está em ligação com os injetores. Em sistemas de alimentação de combustível deste tipo, existe o perigo de um vazamento da parte de alta pressão, de tal modo que, pode chegar combustível no condutor de retorno. Normalmente isto é designado como vazamento interno. Além disso, também é possível um vazamento externo, no qual o combustível sob alta pressão consegue chegar ao compartimento do motor. Um vazamento elevado de um injetor leva a um desvio permanente da pressão

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2/11 de Rail. Isto pode causar um defeito na máquina de combustão interna. [003] Da patente DE 197 03 891 A1 é conhecido um processo e um dispositivo para o reconhecimento de um vazamento em um sistema de alimentação de combustível de uma máquina de combustão interna, em particular, de uma máquina de combustão interna com um Common-Rail-System, no qual um sensor de pressão registra a pressão na área de alta pressão. Neste caso, são registrados, pelo menos, dois valores de pressão para instantes distintos, destes dois valores de pressão é feito um balanço do volume de combustível, sendo que, baseado no balanço do volume de combustível, chega-se à conclusão de uma falha. Através de um processo deste tipo e de um dispositivo deste tipo, um vazamento pode, certamente, ser reconhecido de modo bem generalizado, contudo, não é possível reconhecer deste modo um vazamento específico de cilindro. Assim, no caso de um vazamento, é necessária a troca de todos injetores, embora, por exemplo, somente um único injetor apresente um vazamento. Isto é desvantajoso não apenas sob pontos de vista de custo, a troca de todos os injetores exige também um dispêndio de montagem não insignificante.

[004] Além disso, exclusivamente para finalidades de oficina é conhecida uma medição de vazamento individual de injetor com um tubinho de medição no injetor que, entretanto, somente é empregada em veículos automotores de passageiros e, além disso, não é aceita por todos os fabricantes de veículos, uma vez que a medição de vazamento exige um manejo aberto de combustível com a máquina de combustão interna funcionando, o que representa um risco à segurança não insignificante.

[005] Por isso, à invenção cabe a tarefa de proporcionar um processo e um dispositivo para o teste de vazamento de uma válvula de injeção de combustível de uma máquina de combustão interna, através dos quais, de modo simples e seguro, possa ser determinado se um

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3/11 injetor individual apresenta um vazamento.

Vantagens da Invenção [006] Esta tarefa é solucionada com um processo e com um dispositivo para o teste de vazamento de uma válvula de injeção de combustível de uma máquina de combustão interna do tipo descrito no início, através das características das reivindicações 1 e 9.

[007] A invenção usa o conhecimento, descoberto empiricamente, que um vazamento aquece bastante o corpo do injetor, inclusive suas partes de montagem. Por isso, a idéia básica da invenção é registrar uma grandeza de temperatura que caracteriza a temperatura de, pelo menos, uma parte da válvula de injeção de combustível, e disto concluir sobre a existência de um vazamento. Como grandeza de temperatura pode ser medida diretamente a temperatura, por meio de um sensor. É particularmente vantajoso se, a grandeza de temperatura for derivada de grandezas elétricas. Deste modo, a resistência da bobina de uma válvula magnética depende da temperatura da bobina. Isto significa que a resistência resulta através do registro dos valores de corrente e de tensão. Partindo da resistência, então, é calculada a temperatura. Neste caso, é particularmente vantajoso que, como grandeza de temperatura também pode ser usada uma das grandezas de medição como, por exemplo, a corrente ou a tensão, ou pode ser usada como grandeza de temperatura uma grandeza calculada como, por exemplo, a resistência. A seguir esta grandeza de temperatura será designada simplesmente como temperatura.

[008] Uma vez que, no caso de um defeito, o vazamento cresce não apenas de modo brusco, mas de modo contínuo, por meio de uma medição de temperatura, desta forma, injetores defeituosos podem ser detectados e trocados, antes que ocorra uma falha total da máquina de combustão interna.

[009] O processo pode ser empregado de modo particularmente

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4/11 vantajoso em uma válvula magnética. Neste caso, a temperatura de uma bobina magnética da válvula magnética é registrada, e disto é concluído sobre a existência de um vazamento.

[0010] É particularmente vantajoso o fato de que, a medição de vazamento seja possível sem a medição dos volumes de retorno individuais dos injetores. Com isto, o dispêndio da medição é visivelmente reduzido. Em sistemas, nos quais os volumes de retorno individuais dos injetores não podem ser medidos ou são medidos com dificuldade, somente é possível um diagnóstico através deste modo de procedimento.

[0011] Neste caso, então, é sempre concluído sobre a existência de um vazamento, se a grandeza de temperatura ultrapassar um valor limite predeterminado, e/ou se o gradiente de tempo da grandeza de temperatura ultrapassar um outro valor limite predeterminado, e/ou se a alteração temporal do gradiente de tempo da grandeza de temperatura ultrapassar um outro valor limite predeterminado.

[0012] Para o aperfeiçoamento do reconhecimento de vazamento a temperatura da máquina de combustão interna é considerada na determinação dos valores limite predeterminados, uma vez que a temperatura pode dar efeito adulterado sobre a temperatura da bobina. Neste caso, de preferência, até mesmo é registrada a grandeza de temperatura de um cilindro individual, uma vez que dentro da máquina de combustão interna podem ocorrer gradientes de temperatura.

[0013] Em princípio, a grandeza de temperatura pode ser registrada dos modos mais diversos, por exemplo, também por meio de sensores de temperatura ou similares. Isto é particularmente apropriado em piezo-atuadores. Em uma forma de execução vantajosa, a grandeza de temperatura é determinada da corrente da bobina e, nesse caso, de preferência, da relação de contato de uma regulagem de corrente de conservação. De preferência, a grandeza de temperatura é definida

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5/11 da altura do nível de corrente, em uma relação de contato especificada fixamente. Com isto podem ser empregadas unidades de comando já existentes e são desnecessários elementos sensores adicionais. É particularmente vantajoso quando em fases, nas quais não há comando do atuador, este é admitido com uma corrente de teste. Neste caso, de preferência, é selecionada uma corrente constante, e a grandeza de temperatura determinada do valor da tensão que se ajusta.

[0014] Isto significa que, a grandeza de temperatura é determinada da relação entre tensão e corrente, sendo que, respectivamente, uma destas grandezas ajustadas na relação é constante no atuador, enquanto que a outra grandeza é medida.

[0015] O modo de procedimento de acordo com a invenção pode ser realizado, tanto na operação em marcha, através da unidade de comando usual que comanda a máquina de combustão interna durante a operação em marcha, como também no contexto da manutenção através de um aparelho de teste de diagnóstico que, a seguir, também será designado como aparelho de teste. Neste caso, também é possível uma medição em veículos mais velhos sem alteração no aparelho de comando. Neste caso, é possível uma divisão aleatória dos elementos individuais, e das tarefas para a unidade de comando e para o aparelho de teste. Isto significa que, os meios para a realização do procedimento de acordo com a invenção são, pelo menos parcialmente, componentes da unidade de comando, ou os meios para a realização do procedimento de acordo com a invenção são, pelo menos parcialmente, componentes do aparelho de teste.

[0016] É particularmente vantajoso, se a diferença entre duas grandezas de temperatura, que são medidas em diferentes pressões de Rail, é avaliada.

Desenho [0017] Outras vantagens e características da invenção são objeto

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6/11 da descrição seguinte, bem como, da representação no desenho de um exemplo de execução da invenção.

No desenho são mostradas:

Figura 1 uma representação esquemática em corte de um dispositivo de acordo com a invenção com um injetor de válvula magnético

Figura 2 esquematicamente, a relação de contato em função da temperatura da bobina e

Figura 3 um diagrama de fluxo de uma forma de execução do modo de procedimento.

Descrição de Exemplos de Execução [0018] O início de injeção e o volume de injeção são ajustados com um injetor que pode ser comandado eletricamente, embutido em um cilindro 300 de uma máquina de combustão interna, por exemplo, com um injetor de válvula magnética, representado na figura 1. O combustível é conduzido de uma fonte de pressão alta de combustível 95, que em um Common-Rail-System abrange, pelo menos, uma bomba de alta pressão de combustível e um reservatório de alta pressão (Rail), para um bico de injeção 60 também designado como agulha do bocal, através de uma conexão de alta pressão 90 em um canal de entrada de alta pressão 92, bem como, é conduzido para uma câmara de comando da válvula 50 através de um estrangulamento de entrada 100. A câmara de comando da válvula 50 está ligada com um retorno de combustível 10 através de um estrangulamento de descarga 80, que pode ser aberto através de uma válvula magnética, formada de uma bobina magnética 20, de um induzido magnético 30, bem como, de uma esfera da válvula 40.

[0019] No estado fechado do estrangulamento de descarga 80, a força hidráulica sobre um êmbolo da válvula 110 predomina contra a força sobre um ressalto de pressão 62 da agulha do bocal 60. Em conPetição 870170083560, de 30/10/2017, pág. 10/21

7/11 sequência disto, a agulha do bocal 60 é pressionada em seu assento e fecha, vedando em relação ao compartimento do motor (não representado), o canal de entrada de alta pressão 92. No caso do motor não funcionando e da falta de pressão, por exemplo, no reservatório de alta pressão, uma mola do bocal 64 fecha o injetor.

[0020] Durante o comando da válvula magnética, portanto, da bobina magnética 20 e, com isto, do induzido magnético 30 e da esfera da válvula 40, o estrangulamento de descarga 80 é aberto pelo fato da esfera da válvula 40 se afastar de seu assento. O estrangulamento de entrada 100 impede uma completa compensação da pressão, de tal modo que, a pressão na câmara de comando da válvula 50 e, com isto, a força hidráulica abaixa no êmbolo da válvula 110. Assim que a força hidráulica fica abaixo da força que atua sobre o ressalto de pressão 62 da agulha do bocal 60, a agulha do bocal 60 se abre. Através de furos de injeção 70, o combustível chega, então, em uma câmara de combustão 310 de um motor. No caso da válvula magnética (bobina magnética 20) não mais comandada, o induzido magnético 30 é pressionado para baixo através da força da mola da válvula 22. A esfera da válvula 40 fecha o estrangulamento de descarga 80. Com isto, através da alimentação do estrangulamento de entrada 100, na câmara de comando da válvula 50 forma-se novamente uma pressão, que corresponde à pressão de Rail. Esta pressão maior exerce uma força mais alta sobre o êmbolo da válvula 110, de tal modo que, a agulha do bocal 60 se fecha novamente. A passagem do estrangulamento de entrada 100 determina a velocidade de fechamento da agulha do bocal 60. [0021] Este comando indireto da agulha do bocal 60 através de um sistema de reforço da força é empregado porque, as forças necessárias para uma abertura rápida da agulha do bocal 60, não podem ser produzidas com a válvula magnética. Neste caso, o volume de comando adicionalmente necessário para o volume de combustível injetado

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8/11 consegue chegar no retorno de combustível 10 através do estrangulamento da câmara de comando.

[0022] No caso de um vazamento, então, o corpo do injetor, incluindo suas partes de montagem, é bastante aquecido. O volume de vazamento em si também está quente, e aquece o induzido magnético 30 e a bobina magnética 20 dispostos no retorno de combustível. A idéia básica da invenção é, então, a partir da temperatura de, pelo menos, uma parte do injetor, em particular, da temperatura da bobina magnética 20, concluir sobre um vazamento.

[0023] A temperatura da bobina magnética 20 é determinada, por exemplo, através da relação de contato de uma regulagem da corrente de conservação bem conhecida, em uma unidade de comando 200. Neste caso, para a determinação da temperatura, são empregados condutores de conexão 205, 210, que, além disso, são empregados para o comando da bobina magnética 20, para a determinação da temperatura, pelo que, de modo especialmente vantajoso, são desnecessários condutores adicionais. A temperatura da bobina é determinada, por exemplo, do valor do nível da corrente em uma relação de contato especificado fixamente.

[0024] Como está representado na figura 2, a relação de contato da regulagem da corrente de conservação varia proporcionalmente à temperatura da bobina. Da relação de contato da regulagem da corrente de conservação pode, portanto, ser concluído sobre a temperatura da bobina magnética 20.

[0025] Caso a temperatura da bobina magnética 20 ultrapasse um valor limite especificado, e/ou ultrapasse um gradiente de tempo especificado da temperatura, e/ou um valor especificado da alteração temporal do gradiente de tempo da temperatura, respectivamente, exceda valores limite especificados, então é concluído sobre um vazamento da válvula de injeção de combustível. Neste caso, a fim de excluir erros

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9/11 da medição de vazamento, na determinação dos valores limite, precisa ser considerada a temperatura do motor e, em particular, a temperatura do cilindro 300 individual, no qual a válvula de injeção de combustível está montada.

[0026] O modo de procedimento descrito acima é apropriado, de preferência, para a operação contínua na máquina de combustão interna. Isto significa que o processo é executado durante a operação da máquina de combustão interna. É particularmente vantajoso quando o processo de acordo com a invenção é executado e/ou iniciado através de um aparelho de teste de diagnóstico. Isto ocorre, então, no contexto da manutenção na oficina.

[0027] No caso de emprego de um aparelho de teste de diagnóstico deste tipo, a seguir, designado como aparelho de teste, o emprego do modo de procedimento descrito a seguir é particularmente vantajoso. Este processo também pode ser realizado na operação de marcha pela unidade de comando.

[0028] Nesse caso, a medição da temperatura ocorre, de preferência, em uma fase, na qual não há nenhuma injeção. Neste caso, a medição pode ocorrer na pausa entre duas injeções, ou em uma fase, na qual não é dosado nenhum combustível. Para a medição o atuador é admitido com uma corrente constante. Da relação entre corrente e tensão, que ou são conhecidas ou são medidas, resulta a resistência do atuador e, com isto, a temperatura do atuador.

[0029] Em um ponto mais acessível possível, a árvore de cabos é separada em uma ligação por encaixe e o aparelho de teste é acoplado, por meio de um plugue de adaptação, entre o aparelho de comando do motor e o injetor. Com isto, o aparelho de teste recebe um registro de medição das ligações elétricas do injetor.

[0030] Para a medição da temperatura ou para a medição da resistência, através de uma correspondente liberação, é determinada a

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10/11 pausa disponível entre os comandos de injeção do aparelho de comando do motor no injetor. Nestas pausas, o aparelho de teste marca uma corrente de medição constante nos injetores. Forma-se uma queda de tensão que é registrada. Baseado na corrente marcada e na tensão medida, é calculada a resistência e, com isto, a temperatura.

[0031] Esta sequência de medição é realizada automaticamente para cada injetor em uma pressão baixa e em uma pressão alta de Rail. Através da avaliação da diferença AT da temperatura nas diversas pressões de Rail, pode ser eliminada a influência de diferentes estados básicos térmicos, que podem ser atribuídos à respectiva posição do cilindro. Se a diferença AT de um cilindro ultrapassar um valor limite determinado, então este injetor é reconhecido como defeituoso.

[0032] Na figura 3 está representado o desenvolvimento do teste, com auxílio de um diagrama de fluxo. Na etapa 400 é iniciado o programa de teste. Na etapa 410 um regulador de pressão é comandado, de tal modo que, é introduzido um primeiro nível de pressão de Rail. Na etapa 420 é esperado um período de tempo, no qual a temperatura do injetor se estabiliza no nível de pressão de Rail introduzido. Na etapa 430 é determinada a temperatura da bobina de todos os cilindros através da admissão com uma corrente constante, e registro da queda de tensão. Na etapa 440 o regulador de pressão é comandado, de tal modo que, é introduzido um segundo nível de pressão de Rail. De preferência, o segundo nível de pressão de Rail é visivelmente mais alto que o primeiro nível de pressão de Rail. Na etapa 450 é esperado um período de tempo, no qual a temperatura do injetor se estabiliza no nível de pressão de Rail introduzido. Na etapa 460 é determinada a temperatura da bobina de todos os cilindros, através da admissão com uma corrente constante e registro da queda de tensão. Em seguida, na etapa 470 são determinadas as diferenças AT entre os dois valores de temperatura nas diferentes pressões de Rail e são comparadas com

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11/11 um valor limite. Se a diferença determinada em, pelo menos, um dos cilindros for maior que um valor limite, então é reconhecida uma falha. Na etapa 480 ocorre a indicação do resultado. Na etapa 490 termina o processo de teste.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para o teste de vazamento de uma válvula de injeção de combustível de uma máquina de combustão interna, sendo que, uma grandeza de temperatura, sendo que a temperatura de, pelo menos, uma parte da válvula de injeção de combustível é determinada, caracterizado pelo fato de que, a grandeza de temperatura é definida da relação de contato de uma regulagem de corrente de conservação.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, a grandeza de temperatura é definida em dependência da corrente em uma relação de contato especificada fixamente.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, a grandeza de temperatura é determinada da relação entre a tensão e a corrente, sendo que, respectivamente, uma dessas grandezas estabelecidas na relação é constante no atuador, enquanto que a outra grandeza é medida.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que, a grandeza de temperatura é determinada em fases, nas quais o atuador é isento de comando.
5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, a diferença de duas grandezas de temperatura é avaliada em diferentes pressões de combustível.
6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, é concluído, então, sobre um vazamento, se a grandeza de temperatura ultrapassar um valor limite predeterminado, ou se o gradiente de tempo da grandeza de temperatura ultrapassar um outro valor limite predeterminado, e/ou se a alteração temporal do gradiente de tempo da grandeza de temperatura ultrapassar um outro valor predeterminado.
7. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que, a temperatura da máquina de combustão interna é

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2/2 considerada durante a determinação dos valores limite.
8. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que, a temperatura de um cilindro (300) da máquina de combustão interna, no qual está montada a válvula de injeção de combustível, é considerada durante a determinação dos valores limite.
9. Dispositivo para o teste de vazamento de uma válvula de injeção de combustível para uma máquina de combustão interna, sendo que, estão previstos meios, que determinam uma grandeza de temperatura, que caracteriza a temperatura de, pelo menos, uma parte da válvula de injeção de combustível, caracterizado pelo fato de que, a grandeza de temperatura é definida da relação de contato de uma regulagem de corrente de conservação.
10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que, como atuador é empregado uma válvula magnética.
11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que, os meios são componentes de uma unidade de comando (200), que comanda a máquina de combustão interna na operação de marcha
12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que, os meios são componentes de um aparelho de teste de diagnóstico.

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Relação de contacto

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Temperatura da bobina (°C)