CN1057587C - 用于调整一种阀升程的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出用于调整一种阀升程的装置及方法，其中在阀(20)的外壳中预调整的阀座借助于在外壳中轴向的弹性变形被移位。该装置设有一个进给装置(50)，它在弹性变形的方向上产生用于加压部件(53，55)的进给移动，及设有一个测量装置(30)，它求得由于阀座弹性变形而改变的阀升程并与一预定的阀值相比较，其中进给装置可借助于该给定值/实际值的比较被调节。加压部件(53，55)用第一进给过程及在一定情况下用至少另一进给过程被给进。由根据第一进给过程达到的值在一个重复记忆阶段中构成一个特性曲线，由该特性曲线求得用于每另一个进给过程的另一进给量。
Description
现有技术
本发明涉及用于调整一种阀升程的、尤其是内燃机喷射阀的阀针升程的装置及方法。
根据DE-A1 4026721的一种喷射阀在一个阀壳中具有一个阀座体，该阀座体与固定在外壳上的一个孔件相连接。在该阀座体上座落有一个带有阀关闭体的阀针。阀行程的精确调整是在组装好的喷射阀上进行的，这时使固定于外壳的孔件朝阀关闭体方向弹性地变形。通过该孔件的弹性变形可使阀升程从一个预调整值减小到所需的阀升程。通过该阀针升程确定了喷射阀的固定喷流量。
一种阀的合理生产要求阀升程的调整集中在一个流水作业的程序中。这也是阀升程可用高重复精度进行调整的一个先决条件。
本发明的技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种用于调整一种阀升程、尤其是内燃机喷射阀的阀针升程的装置，利用该装置可使在阀外壳中预调整的阀座借助于在外壳中轴向的弹性变形被移位，其特征在于：设有一个进给装置(50)，它在弹性变形的方向上产生用于加压部件(53，55)的进给移动；及设有一个测量装置(30)，它求得由于阀座弹性变形而改变的阀升程，并与一预定的阀值相比较；以及进给装置(50)是可借助于给定值/实际值的比较被调节的。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于调整一种阀升程，尤其是一种喷射阀的阀针升程的方法，利用它借助一个加压部件通过弹性变形轴向地推动预调过的阀座，其特征在于：使加压部件以第一进给过程给进；并根据由在第一进给过程中达到的值构成的一个特性曲线，由该特性曲线求得用于至少另一个进给过程的进给量。本发明的优点
根据本发明的装置具有的优点是，借助于孔件的弹性变形使阀座的位移可通过加压端头的较高进给速度以较高的重复精度来实现。由此为了对阀升程进行调整就获得了在流水作业过程中作为其整体的一个节拍时间。根据本发明的方法是基于用于升程调整的自记忆调整操作并由一个重复记忆阶段及一个升程结束调节阶段组成。通过由此达到的参数最优化将在尽可能小的节拍时间中达到最佳的质量。通过参数的改编该方法此外还可用于不同阀类型的调整方法中。
利用在以下实施例中描述的措施可实现根据本发明装置的进一步有利构型及改进。尤其有利的是，力的传递是通过弹簧部件实现的。该弹簧部件起到传动的作用并能使得进给装置具有高进给速度。在力传递系中设置了一个力传感器可得到准确的起始点识别，以致可附加地实现相对高的起动速度。使用高分辨率的测量系统探测阀并垂直地移动，可消除装置弹性的影响。专设的夹紧装置可保证阀自由地对准探测平面并由此保持确定的位置。
附图
以下将借助在附图中描绘的实施例对本发明作详细的说明。
图1表示内燃机喷射阀的喷嘴侧端的横截面图；
图2是根据本发明装置原理图的侧视图；
图3是相应图2中剖线III-III的剖面图；
图4a是在调整期间用于确定阀升程的流程图的第一部分；及
图4b是图4a的流程图的第二部分。
实施例
在图1中以其喷嘴侧部分局部表示的喷射阀20具有一个带有纵向孔23的管状支座21，在其中设有一个例如管状的阀针24，该阀针与一球形的阀关闭体25支承在阀座体27的导向孔26中。在背向阀关闭体25的前侧上，阀座体27与一孔件28同心地且固定地焊在一起。孔件28具有盆状横截面，它带有一个环状的支承边缘29。孔件28在纵向孔23中用其支承边缘通过例如环绕的及密封的焊缝22与纵向孔23的壁相连接。通过孔件28的焊接使阀座体27固定在纵向孔23中的位置确定了阀针24的阀升程的预调整。关于喷射阀的结构及作理原理的详细说明可参见DE-A1 4026721得到。
根据图2所示的根据本发明装置的原理图，表示出在一个底板10上安装的刚性支架11，一个测量装置30，一个固定在支架11上的夹紧装置40及一个调整装置50。在支架11旁也在底板10上固定着一个带有导杆15的柱形导轨14。导杆15与一个托架16相连接，在托架上固定着测量装置30。在托架16上还连接有一个气动进给气缸18的活塞杆17。夹紧装置40将喷射阀20对中并自下向上地夹紧。
测量装置30是一个高分辨率测量系统，它具有一个探测装置31，该探测装置作用于一个行程接收器32。探测装置31具有一个在未示出的高精度滚珠导轨中导行的并带有一测棒34的测量滑杆33，它例如是由硬金属作成的。行程接收器32与测量滑杆33固定地相连接。在探测装置31的外壳上装有一个可更换的止挡件35，利用它可确定不同喷射阀的止挡行程。
测量装置30由进给汽缸18这样地调整，即测量棒34穿入空心的阀针24并触在阀关闭体25上。然后止挡件35座落在喷射阀的外壳21上。行程接收器32输出一个电测量信号，该信号用于测量阀行程并由用于调节过程的控制装置求值。为了监视测量棒34的上升，设置了一个光栅，它在进给汽缸18致动时促使测量装置30向上方返回到原始位置上。
夹紧装置40及调整装置50的结构可从图3中看到。夹紧装置40具有一个由上部体41及下部件42组成的刚性支座43。在支座部件41及42之间设有一个例如由两个部件组成的可水平移动的对中滑板44，它带有轴向夹持间隙，其使得喷射阀20夹紧在一个后刃上。为了无间隙地导向滑板44，在下支座件42中设有未示出的滑珠座。在上支座件41中镶放有一个接收件45，它带有一个未示出的用于喷射阀20的对中件。对中滑板44譬如由一个未详细描绘的操作部件46轴向地移动，这里该移动是由未示出的气动汽缸来实现的。下支座件42具有一个空腔47，喷射阀20的喷嘴侧端通过该空腔伸出来。
在支座43的下方设有调整装置50，它具有一个加压单元51及一个进给单元52。加压单元51具有一个常有中心孔54的加压杆53，在该中心孔中插有一个加压端头55。加压杆53微摩擦地譬如支承在一个滚子导轨56中，其中滚子导轨56被接纳在一个基体57中。在调整装置侧端，加压杆53具有一个弹性环58，它使滚子保持架在未加载状态移回到工作位置上，已使得在加压过程中仅出现滚动摩擦而无滑动摩擦。
在基体57及喷射阀20之间具有一个压罩60，它譬如经过两个导销61与基体57相连接，其中导销61可轴向移动地支承在基体57中。从基体57的喷射阀侧的端面上伸出譬如4个受弹簧预压的销62，它们作用在压罩60上，并借助弹簧力使压罩从下方压在喷射阀20上，以使得在对中滑板44中喷射阀20的轴向夹持间隙被排除了。
基体57用螺丝固定在一个横架63上，横架由进给单元52的两个导杆65支承。这两个导杆65分别放置在两个导筒66中，后者被固定在支架11上。在导杆65上还引导一个推进单元67，在目前实施例中它是一个螺旋式推进器。该推进单元67具有另外两个与一外壳68相连接的滑筒69，它可实现给进单元67在导杆66上的导向。在外壳68中设有一个螺母，在其中旋有螺杆71。螺杆71具有一个轴，其上旋有一轴环73。轴环73支承在一个轴向/径向轴承75上，轴承75支承在固定于支架11上的支板76上。在螺杆71上装有一个皮带盘77，它通过齿带78与一个未示出的步进电机相连接。
横架63在其驱动侧具有一个用于螺簧81的盆形收座80。横架63具有一个与加压杆53同轴的孔64，在其中放置了一个具有力传感器82的轴套83。轴套83包含一个过载保险器。盆形接收座80在其驱动侧底部具有一个透孔85，外壳68上的一个圆柱形接头86插在该透孔85中，并在接头端侧固定了一个压盘87，在该压盘上座落着螺簧81。
加压杆53的给进行程由推进单元67产生，其中由它产生的压力经过螺簧81及力传感器82传递到加压杆53上。压力传感器82用于识别加压端头55接触到喷射阀20的孔件28的起始点。此外，力传感器82还用于在调节过程中监视压力值。
上述的装置如下地工作：
喷射阀20被放置在夹紧装置40的接收器45中并借助于对中滑板44夹紧。在对中滑板44的操作后，使进给单元50靠到喷射阀20的喷嘴端上。这是通过未示出的步进电机的操作达到的，由此对加压单元51的推进单元67由力传感器82进行力监测及调节，直到加压端头55靠压在喷射阀20的孔件28上为止。与此同时地，通过前面的受弹簧压力的压罩使喷射阀20朝着夹紧装置40的对中滑板44压紧。由此保证了喷射阀被对准在插入的平面中，并且轴向无间隙地被对中滑板44保持住。
现在进给汽缸18给进测量装置30，直到止挡件35碰到喷射阀20及测量棒34触在阀关闭体25上。通过测量装置30的导入同时地实现了喷射阀电磁回路的接通。在记录了喷射阀关闭体25的下方位置后使测量棒34从阀关体25上升起，并使喷射阀20的电磁回路启动。由此操作阀针24并使阀关闭体25从阀座体27上升起。在该阀关闭体25的位置上，测量棒34重新地触到阀关闭体25上并使行程接收器32置成零。通过切断电磁回路的电压使喷射阀关闭体25回到原来的位置上。因此便测得了阀针24的实际升程值。
现在通过图中未示出的步进电动机操作推进单元67，其中进给移动将被起到储能器作用的螺簧81接收。根据螺簧81的特性曲线，由推进单元67的给进移动在螺簧81中储存的力将通过力传感器82作用在加压杆53上并通过加压端头55传递到孔件28上，该孔件将由于该作用力、例如最大值为1600至1700牛顿，而弹性地变形。这里压簧81起到力传递件的作用并允许进给单元52有快速起动及进给速度。
图4a及4b表示用于调节喷射阀20的阀升程时确定由进给装置50要达到的加压端头55的进给行程的流程图。根据阀针24预调节的实际升程值及所需的给定升程值将得到作为给定差值的进给行程。利用给定差值在加压过程开始时，根据步骤100求得作为给进加压端头55的步进电动机的起始步进数量。在步骤101上由步进电动机给进所求得的步进数量，并根据步骤102，将由此达到的进给行程读入。在下一步骤103上将检验，进给行程的目标值的否已达到。如果该目标值未被过到，则根据步骤104求得一个新的步进数量并重新对由该步进数达到的进给行程进行测量。步骤101至104将一直重复进行，直到达到根据步骤103所求的目标值为止。因此步骤101至104被体现为反复记忆阶段。
如果达到目标值，加压端头55将返回(步骤105)。这时孔件28被卸载，由此使孔件28由于弹性变形分量被弹回些。在此状态下将根据步骤106重新测量阀针24的升程，并根据步骤107检验，是否该升程位于给定的容差范围肉。如果该升程在给定容差内，则结束该加压过程(步骤108)。如果该升程不在给定容差内，则根据步骤109由一个未示出的计算单元根据被第一次进给过程达到的值求出一个特性曲线。该特性曲线是非线性的，并对于每个喷射阀具有一种不同的曲线，它与多种因素有关，例如与初始升程，孔件28的倾斜状态，孔件28的材料及几何尺寸的差异，回程弹簧行程及由孔件28的焊接产生的可能不同的弹性有关。
根据在步骤109求得的特性曲线将用于在步骤110上对于第二进给过程为达到给定阀升程所必须的步进数量的求值，及在步骤111上计算作为第二目标值的给定进给行程。接着步进电动机将以由该特性曲线求得的步进数量进给(步骤112)并重新测量进给行程(步骤113)。在步骤114上将检验；测量到的进给行程是否达到给定进给行程的新目标值。如果根据步骤114的条件没有被满足，则根据步骤115计算一个校正步进数量并重复地进行步骤112，113，114及115，直到根据步骤114的条件被满足为止。
在步骤116上，加压端头55重新返回并由此使孔件28卸载。在卸状态下，由测量装置30再次测得阀针升程(步骤117)。根据步骤118将检验：该阀针升程是否在容差范围内。如果达到了该容差范围，将结束该加压过程(步骤119)。
如果求得的阀针升程不在容差范围内，则在步骤120上检验：阀针升程是否仍达大。如果根据步骤120的条件未被满足，即给定阀升程未被超出，并根据步骤122不再采纳该喷射阀。如果相反地该升程仍过大，则在步骤122上询问进给过程的次数。如果已进给了譬如三次，则也根据步骤121不再采纳该喷射阀。如果进行了少于三次的进给过程，则该程序返回到步骤110，并重新由特性曲线求得用于第三次进给过程的步进数量及另一目标值。相应地重复进行步骤111至122。
该方法并不被局限于对喷射阀的阀升程的调整上。它也可用于其中通过变形至少对行程界限进行调整的所有行程调节。
Claims (15)
1.用于调整一种阀升程、尤其是内燃机喷射阀的阀针升程的装置，利用该装置可使在阀外壳中预调整的阀座借助于在外壳中轴向的弹性变形被移位，其特征在于：设有一个进给装置(50)，它在弹性变形的方向上产生用于加压部件(53，55)的进给移动；及设有一个测量装置(30)，它求得由于阀座弹性变形而改变的阀升程，并与一预定的阀值相比较；以及进给装置(50)是可借助于给定值/实际值的比较被调节的。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在进给装置及加压部件(53，55)之间设有一弹簧部件(81)，它在充分利用弹性变形的情况下使进给移动转变成加压部件(53，55)的力。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：弹簧部件(81)是一个压簧。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在进给装置(50)及加压部件(53，55)之间设有一个力传感器(82)，借助它并通过一个设置的允许初始力可测出加压部件(53，55)碰触到阀座。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：进给装置(50)包括一个加压单元(51)及一个进给单元(52)；加压单元(51)具有一个用于加压部件(53，55)的微摩擦的导向件(56)；及进给单元(52)被作成螺旋式推动器(67)，它产生出进给移动。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：螺旋式推动器(52)由固定于一个基体(11)上的导向件(65，66)导向；及该螺旋式推动器(52)被一步进电动机驱动。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：设有一个夹紧装置(40)，它利用一个对中滑板(44)将阀(20)夹紧。
8.根据权利权要求7所述的装置，其特征在于：阀(20)可被对中滑板(44)带有轴向间隙地夹持；及进给装置(50)具有一个压在阀(20)上的工件支承件(60)，它通过一个作用于阀(20)的轴向压力克服了由对中滑板(44)引起的轴向间隙。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：工件支承件(60)经由弹簧支承在进给装置(50)上，其形式是，由该弹簧力产生出轴向压紧力。
10.用于调整一种阀升程，尤其是一种喷射阀的阀针升程的方法，利用它借助一个加压部件通过弹性变形轴向地推动预调过的阀座，其特征在于：使加压部件以第一进给过程给进；并根据由在第一进给过程中达到的值构成的一个特性曲线，由该特性曲线求得用于至少另一个进给过程的进给量。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：在第一个进给过程期间由至少两次接连进行的进给量及由此达到的进给行程来求得该特性曲线。
12.根据权利要求10所述的方法，其特性在于：由该特性曲线及现时的阀升程求得另一个进给量。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：在阀座卸载的情况下求得现时的阀升程。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：一个步进电动机的步进数量被用作进给量。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：当用第一进给过程就达到了所需阀升程时，则在第一进给过程后就完成了阀座的变形。
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