DD205962A1

DD205962A1 - INSPECTION DEVICE FOR INJECTION

Info

Publication number: DD205962A1
Application number: DD24208882A
Authority: DD
Inventors: Heinz-Dieter Kuehne; Claus-Dieter Runge
Original assignee: Univ Magdeburg Tech
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1984-01-11

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE PRUEFEINRICHTUNG FUER EINSPRITZDUESEN, INSBESONDERE EINSPRITZDUESEN FUER DIESELMOTORE, BEI DENEN ZUR UNTERSUCHUNG DES EINSPRITZVORGANGES DIE EINSPRITZDUESEN JEWEILS IM LICHTFELD EINER BELEUCHTUNGSEINRICHTUNG ANGEORDNET UND MIT EINER ZUFUEHREINRICHTUNG, DIE IHNEN DEN KRAFTSTOFF ODER EIN ANDERES GEEIGNETES MITTEL DISKONTINUIERLICH ZUFUEHRT, VERBUNDEN SIND. ZIEL IST EINE PRUEFVORRICHTUNG, DIE EINEN GERINGEN MATERIAL-, ZEIT- UND BEDIENAUFWAND UND BEI GEWAEHRLEISTUNG EINER HOHEN ZUVERLAESSIGKEIT EINEN ERWEITERTEN ANWENDUNGSBEREICH AUFWEIST. HIERZU SOLL MIT RELATIV EINFACHEN MITTELN EINE SCHNELLE VISUELLE ERFASSUNG UND BEURTEILUNG DES SPRITZBILDES DER EINSPRITZDUESE UNTER BERUECKSICHTIGUNG DES TATSAECHLICHEN MOTORISCHEN EINSPRITZVERLAUFES MOEGLICH SEIN UND JEDE BELIEBIGE PHASE DES EINSPRITZVORGANGES REPRODUZIERBAR ERFASST WERDEN KOENNEN. ERFINDUNGSGEMAESS WEIST DIE BELEUCHTUNGSEINRICHTUNG EINE INTERMITTIERENDE LICHTQUELLE AUF, DIE UEBER EINE ANSTEUEREINHEIT MIT DER ZUFUEHREINRICHTUNG VERBUNDEN IST. DIE ANSTEUEREINHEIT BESTEHT AUS EINEM MESSWERTAUFNEHMER UND EINER AUSWERTEEINHEIT, AN DER DER ZEITPUNKT DER AUSLOESUNG DER BLITZIMPULSE DER INTERMITTIERENDEN LICHTQUELLE INNERHALB DES EINSPRITZVORGANGES BELIEBIG EINSTELLBAR IST.THE INVENTION RELATES TO A test facility Injector, ESPECIALLY injectors DIESEL ENGINES THAT WOULD INVESTIGATION OF INJECTION PROCESS The injectors EACH IN LIGHT FIELD OF LIGHTING DEVICE ARRANGED AND WITH A supply means YOU THE FUEL OR OTHER APPROPRIATE MEANS intermittently supplies, CONNECTED. THE OBJECTIVE IS AN INSPECTION DEVICE WHICH HAS A LESS MATERIAL, TIME AND OPERATING EFFORT AND, WHERE IT PROVIDES A HIGH RELIABILITY, A WIDE RANGE OF APPLICATIONS. WHEREAS, BY RELATIVELY EASY MEANS, A FAST VISUAL COLLECTION AND ASSESSMENT OF THE SYRINGE OF THE INJECTION MUST BE POSSIBLE INCLUDING THE ACTUAL MOTOR INJECTION, AND EVERY ANY PHASE OF THE INJECTION MAY BE REPRODUCED TO BE REPRODUCIBLE. According to the invention, the illuminating device has an intermittent light source connected to the feeder unit via a control unit. THE CONTROL UNIT CONSISTS OF A MEASUREMENT EXAMINER AND AN EVALUATION UNIT WHERE THE TIME OF THE EXPOSURE OF THE FLASH IMPULSES OF THE INTERMITTATING LIGHT SOURCE IS POSSIBLE WITHIN THE INJECTION OPERATION.

Description

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Titel der Erfindung Prüfeinrichtung für EinspritzdüsenTitle of the Invention Testing device for injection nozzles

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für Einspritzdüsen, insbesondere Einspritzdüsen für Dieselmotore, bei denen zur Untersuchung des Einspritzvorganges die Einspritzdüsen jeweils im Lichtfeld einer Beleuchtungseinrichtung angeordnet und mit einer Zuführeinrichtung, beispielsweise mit einer Einspritzpumpe, die ihnen den Kraftstoff oder ein anderes geeignetes Mittel diskontinuierlich zuführt, verbunden sind.The invention relates to a test device for injectors, in particular injectors for diesel engines, in which the injection nozzles arranged to examine the injection process in the light field of a lighting device and connected to a feeder, for example with an injection pump, which supplies them discontinuously the fuel or other suitable means are.

Charakteristik: der bekannten technischen LösungenCharacteristic: the known technical solutions

Es sind bereits Prüfeinrichtungen für Einspritzdüsen bekannt, die im wesentlichen eine visuelle Einschätzung des Spritzbildes der Strahlausbreitung in der Umgebung der Einspritzdüse bzw« eine Bestimmung einzelner Parameter des Spritzbildes ermöglichen« Zu diesem Zweck weist eine Prüfeinrichtung eine fotooptische Einrichtung auf, mittels der das Spritzbild fotooptisch erfaßt und anschließend ausgewertet wird. Als Qualitätsmerkmal für den Einspritzvorgang wird der Winkel zwischen den aus den einzelnen Bohrungen austretenden Kraftstoffstrahlen bestimmt. Das Spritzbild entsteht nach dem Austritt des Kraftstoffes aus der in einer be-There are already known inspection devices for injection nozzles, which allow a visual assessment of the spray pattern of the beam propagation in the vicinity of the injector or a "determination of individual parameters of the spray pattern." For this purpose, a test device on a photo-optical device by means of which the spray pattern photo-optically detected and then evaluated. As a quality feature for the injection process, the angle between the emerging from the individual holes fuel jets is determined. The spray pattern is created after the fuel has left the

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leuchteten Kammer angeordneten Einspritzdüse (PO-AS 80 967). Eine zuverlässige Einschätzung der Qualität der Einspritzdüsen ist mit Hilfe dieser Vorrichtung nicht möglich, da der Zeitpunkt der Erfassung des Spritzbildes durch die fotooptische Einrichtung nicht reproduzierbar einstellbar und somit zufallsbehaftet ist. Daher ist es nicht möglich mehrere, von ein und derselben Einspritzdüse angefertigte Aufnahmen den einzelnen Phasen des Einspritzvorganges zuzuordnen. Außerdem ist die Beurteilung nur eines Parameters des Spritzbildes, wie aus der dargelegten technischen Lösung hervorgeht, für die Qualitätsprüfung der Einspritzdüsen unzureichend· Ferner ist bei Anwendung dieser technischen Lösung nicht auszuschließen, daß die für den motorischen Verbrennungsprozeß unmaßgebliche Endphase des Einspritzvorganges erfaßt wird* Diese Endphase wird im Motor bereits von dem Zündvorgang überlagert, so daß hierbei vollkommen andere Bedingungen vorliegen* Beispiels-weise werden Kraftstoffstrahlen unter Betriebsbedingungen nie so lang wie in der genannten Prüfeinrichtung» Es ist sogar anzunehmen, daß die den motorischen Verbrennungsprozeß beeinflussenden Mangel der Einsp ritz düse in dem die Bndphase des Einspritzprozesses darstellenden Spritzbild nicht mehr erkennbar sind*shone chamber arranged injection nozzle (PO-AS 80 967). A reliable assessment of the quality of the injection nozzles is not possible with the help of this device, since the time of detection of the spray pattern by the photo-optical device is not reproducibly adjustable and thus random. Therefore, it is not possible to assign several, made by one and the same injector recordings the individual phases of the injection process. In addition, the assessment of only one parameter of the spray pattern, as is apparent from the technical solution outlined for the quality of the injectors insufficient · Furthermore, it is not ruled out when using this technical solution that the inconsequential for the engine combustion process final phase of the injection process is detected * This final phase is already superimposed in the engine of the ignition process, so that there are completely different conditions * For example, fuel jets under operating conditions never as long as in the said test facility »It is even assumed that the engine combustion process affecting lack of Einsp ritz nozzle in the spray phase of the injection process representing spray pattern are no longer recognizable *

Die mittels o*g. Prüfeinrichtung gewonnenen Prüfergebnisse führen aus den genannten Gründen mit hoher T/ahrscheinlichkeit zu Pehlaussagen* Außerdem ist die Kontrolle der Einspritzdüsen in der genannt en Art und Weise sehr aufwendig, da für 3eden.Prüfling während des Sinspritzvorganges ein Bild von der Strahlausbreitung angefertigt werden muß. Heben dem hohen Verbrauch an Pilmmaterial und lotopapier ist der Zeitaufwand bis zur Gewinnung eines Prüfergebnisses, das, 7de-tere its festgestellt, ohnehin fehlerbehaftet ist, erheblich*The by means of o * g. For the reasons mentioned above, test results obtained result in high probability of false statements * In addition, the control of the injection nozzles in the aforementioned manner is very complicated, since a picture of the beam propagation has to be made for each test object during the sinjection process. Lifting the high consumption of pilmmaterial and lotopaper is the time it takes to obtain a test result that, 7de-its found, is already error-prone considerably *

Die beschriebene Einrichtung ist somit für eine zuverlässige Prüfung der Einspritzdüsen unter Werkstattbedingungen sowie für eine Stückprüfung ungeeignet.The device described is thus unsuitable for reliable testing of the injectors under workshop conditions and for a routine test.

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Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Prüfeinrichtung für Einspritzdüsen zu schaffen, die einen geringeren Material-, Zeit- und Bedienaufwand und bei Gewährleistung einer hohen Zuverlässigkeit einen erweiterten Anwendungsbereich aufweist.The aim of the invention is to provide a testing device for injectors, which has a reduced material, time and operating costs and while ensuring high reliability, an extended scope.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Prüf einrichtungen derart zu verändern, daß mit relativ einfachen Mitteln eine schnelle visuelle Erfassung und Beurteilung des Spritzbildes der Einspritzdüse unter Berücksichtigung des tatsächlichen motorischen Einspritzverlaufs möglich ist· Dabei soll jede beliebige Phase des Einspritzvorganges reproduzierbar erfaßt werden können.The invention has for its object to change the known test facilities such that with relatively simple means a quick visual detection and assessment of the spray pattern of the injector, taking into account the actual engine injection curve is possible · It should be reproducible any phase of the injection process can be detected ,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Beleuchtungseinrichtung eine intermittierende Lichtquelle aufweist, die. ülser eine Ansteuereinheit mit der Zuführeinrichtung verbunden ist. Die Ansteuereinheit besteht aus einem Meßwert aufnehmer und einer Auswerteeinheit, an der der Zeitpunkt der Auslösung der Blitzimpulse der intermittierenden Lichtquelle innerhalb des Einspritzvorganges beliebig ein- . stellbar ist. Als intermittierende Lichtquelle ist beispielsweise ein von einer Stromversorgungseinheit betriebenes Stroboskop einsetzbar. Als Meßwert aufnehmer kann ein inkrementaler Geber, der mit der nockenwelle der Einspritzpumpe drehsteif verbunden ist und als Auswerteeinheit eine voreinstellbare Zähleinheit verwendet werden· Die Stromversorgungseinheit kann mit einer internen Zeitverzögerung ausgerüstet sein·According to the invention the object is achieved in that the illumination device comprises an intermittent light source, the. ülser a drive unit is connected to the feeder. The drive unit consists of a measurement transducer and an evaluation unit, at which the time of triggering the lightning pulses of the intermittent light source within the injection arbitrarily on. is adjustable. As an intermittent light source, for example, a powered by a power supply unit stroboscope can be used. An incremental encoder, which is torsionally rigid with the camshaft of the injection pump, and a presettable counting unit can be used as the evaluation unit. The power supply unit can be equipped with an internal time delay.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Sinspritzverlauf in seiner für den motorischen Verbrennungsprozeß entscheidenden Phase, nämlich vom Einspritzbeginn bis zum Ende des Zündverzuges, definiert und reproduzierbar beob-The advantage of the invention is that the Sinspritzverlauf defined in his decisive for the engine combustion process phase, namely from the start of injection to the end of Zündverzzuges, and reproducibly observed.

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achtet werden kann· Die während dieser Phase erkennbaren Unregelmäßigkeiten im Spritzbild lassen eine Einschätzung der Qualität der Einspritzdüse zu* Die Erfassung dieser Phase wird infolge der Kopplung der intermittierenden Lichtquelle mit der Zuführeinrichtung und der hierdurch möglichen Synchronisation der Blitzimpulse mit der !Frequenz des Einspritzvorganges erreicht. Durch die Wahl des BlitzZeitpunktes innerhalb der Einspritzphase kann jeder beliebige Moment des Einspritzvorganges sichtbar gemacht werden· Die mit der Frequenz des Einspritzvorganges synchronisierte intermittierende Lichtquelle erzeugt von dem jeweiligen Moment des Einspritzvorganges ein. vom menschlichen Auge als stehend wahrnehmbares Bild·The irregularities in the spray pattern visible during this phase allow an assessment of the quality of the injection nozzle. The detection of this phase is achieved by coupling the intermittent light source to the feeder and thereby synchronizing the lightning pulses with the injection frequency. By the choice of the flash time within the injection phase, any moment of the injection process can be made visible · The synchronized with the frequency of the injection process intermittent light source generated by the respective moment of the injection process. image perceivable by the human eye as standing ·

Bei Variierung des Blitzzeitpunktes durch Verstellung der voreinstellbaren Zähleinheit ist eine Beobachtung der Strahlausbildung und -ausbreitung zu verschiedenen Zeitpunkten., bezogen auf den Einspritzbeginn, möglich, d.h. dam Betrachter bietet sich mit der kontinuierlichen Verstellung des Blitzzeit punkte3 der zeitliche Ablauf des Sinspritzvorganges dar* Der Einspritzrhythmus ist an der Zuführeinrichtung entsprechend dem tatsächlichen motorischen Einspritzverlauf und dem gewünschten Zündversugsbereich einstellbar, so daß auch hierdurch reproduzierbare Prüfbedingungen gewährleistet sind· Das im Lichtfeld der Beleuchtungseinrichtung entstehende Spritzbild ist nicht nur für die Düsenqualität sondern auch für die eingestellten Einspritzparameter repräsentativ. Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung gewährleistet somit eine schnelle und zuverlässige Prüfung von Einspritzdüsen ohne großen Aufwand und auch unter Werkstattbedingungen· Mittels dieser Prüfeinrichtung ist auch eine Auswahl von Einspritzdüsen mit gleichen oder ähnlichen Spritzbildern möglich. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es denkbar, bewußt Düsen mit asymmetrischen Spritzbild auszuwählen. Pemer könnte eine iQassifizierung der Einspritzdüsen nach Spritzbildern erfolgen· Die Einrichtung läßt auch eine Einengung der Toleranzbereiche der Spritzbilder zu·By varying the flash timing by adjusting the presettable counter, observation of beam formation and propagation at different times, with respect to the start of injection, is possible, i. The viewer is provided with the continuous adjustment of the lightning time punkt3 the timing of Sinspritzvorganges * The injection rate is adjustable at the feeder according to the actual engine injection curve and the desired Zündversugsbereich, so that reproducible test conditions are ensured by this · The resulting in the light field of the lighting device Spray pattern is not only representative of the nozzle quality but also of the set injection parameters. The test device according to the invention thus ensures a quick and reliable testing of injectors without much effort and also under workshop conditions · By means of this test device, a selection of injectors with the same or similar spray patterns is possible. For certain applications, it is conceivable to deliberately select nozzles with asymmetric spray pattern. Pemer could be an iQassifizierung the injectors after spray patterns done · The device also allows a narrowing of the tolerance ranges of the spray patterns ·

Ausführungsbeispielembodiment

Bachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der Prüfeinrichtung.Bachfolgend the invention will be explained in more detail by way of example. The accompanying drawing shows a schematic representation of the testing device.

Ein Elektromotor 1 ist an eine Einspritzpumpe 2, die eine Hegelstange 3 aufweist, angeschlossen· Bei Freigabe dieser Regelstange 3 wird der Kraftstoff intermittierend einer Einspritzdüse 4 zugeführt, die in einem Düsenhalter 5 befestigt iä. Mit der nockenwelle der Einspritzpumpe 2 ist ein inkrementaler Geber 6 verbunden, der im vorliegenden Beispiel pro Umdrehung 1 000 Impulse an eine mit iY>m gekoppelte von 0 bis 999 voreinstellbare Zähleinheit 7 liefert. Zur Beleuchtung des beim Einspritzvorgang im 3ereich der Einspritzdüse 4 entstehenden Spritzbildes ist ein Stroboskop 8 vorgesehen, das an eine Stromversorgungseinheit 9 angeschlossen ist. Die Stromversorgungseinheit 9 ist mit der Zähleinheit 7 verbunden. Das Stroboskop 8 kann an einer Halterung, beispielsweise an dem Düsenhalter 5 befestigt sein aber auch, wie im vorliegenden Beispiel, von Hand auf das Spritzbild gerichtet werden* ferner ist es möglich, denDüsenhalter 5 in einer Kammer unterzubringen, die mittels des Stroboskopes 8 beleuchtbar ist und eine Öffnung für eine fotooptische Erfassung des Spritzbildes aufweist.An electric motor 1 is connected to an injection pump 2, which has a Hegelstange 3, · Upon release of this control rod 3, the fuel is intermittently fed to an injection nozzle 4, which iae fixed in a nozzle holder. With the camshaft of the injection pump 2, an incremental encoder 6 is connected, which in the present example provides 1 000 pulses per revolution to a counter unit 7 which can be preselected from 0 to 999 and is coupled with iY> m . In order to illuminate the spray pattern formed during the injection process in the region of the injection nozzle 4, a stroboscope 8 is provided, which is connected to a power supply unit 9. The power supply unit 9 is connected to the counting unit 7. The stroboscope 8 may be fastened to a holder, for example to the nozzle holder 5, but also, as in the present example, to be directed by hand onto the spray pattern * it is also possible to accommodate the nozzle holder 5 in a chamber that can be illuminated by means of the stroboscope 8 and an opening for a photo-optical detection of the spray pattern.

An der Zähleinheit 7 wird ein bestimmter, einem gewünschten Zeitpunkt des Einspritzvorganges entsprechender Impuls, z.B. der 700 ste, voreingestellt. Sobald dieser Impuls vom inkrementalen Geber β die Zähleinheit 7 erreicht, wird ein Signal an die Stromversorgungseinheit 9 gegeben, so daß das Stroboskop 8 einen Lichtblitz abgibt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Umdrehung zum gleichen, an der Zähleinheit 7 eingestellten Impuls, wodurch immer zum gleichen Zeitpunkt während des Einspritzvorganges ein kurzer Lichtblitz erfolgt. Dem Betrachter bietet sich ein "stehendes" Spritzbild dar, das jedoch in Wirklichkeit nur einen Augenblick des diskontinuierlichen Einspritzvorganges, also einen Moment der Strahlausbreitung darstellt.At the counting unit 7, a certain pulse corresponding to a desired timing of the injection process, e.g. the 700 ste, preset. As soon as this pulse from the incremental encoder β reaches the counting unit 7, a signal is given to the power supply unit 9, so that the stroboscope 8 emits a flash of light. This process is repeated at each revolution to the same, set at the counting unit 7 pulse, which always takes place at the same time during the injection process, a short flash of light. The viewer is offered a "standing" spray pattern, but in reality represents only a moment of discontinuous injection process, so a moment of beam propagation.

/ O Π Q δ 1/ O Π Q δ 1

Durch die ent sprechende Auswahl handelsüblicher irLkrementaler Geber β hinsichtlich ihrer pro Umdrehung abgegebenen Impulse, läßt sich bei Veränderung der voreingestellten Impulszahl eine schrittweise Änderung des Zeit Intervalls vom Einspritzbeginn bis zum Blitzzeitpunkt erreichen, wobei diese Einstellung von der Drehzahl der Soekenwelle der Einspritzpumpe 2 unabhängig ist· Darüber hinaus kann der Blitzimpuls über eine zusätzliche interne Zeitverzögerung der Stromversorgungseinheit 9 ausgelöst werden. Diese Zeitverschiebung ist dann allerdings drehzahlabhängig«As a result of the selection of commercially available irrational encoders β with respect to their pulses delivered per revolution, it is possible to achieve a stepwise change in the time interval from the start of injection to the instant of lightning when the preset pulse number is changed, this setting being independent of the speed of rotation of the injection shaft of the injection pump 2. In addition, the lightning pulse can be triggered over an additional internal time delay of the power supply unit 9. However, this time difference is then speed-dependent «

Claims

1. Test device for injectors, in particular injectors for diesel engines, in which the injection nozzles arranged to observe the injection process respectively in the light field of a lighting device and with a feeder, for example, with an injection pump, which supplies them with fuel or another suitable means discontinuously, connected in that the illumination device comprises an intermittent light source, which is connected via a drive unit to the feeder, wherein the control unit consists of a measuring transducer and an evaluation unit, at which the time of triggering the lightning pulses of the intermittent LicÜquelle is arbitrarily adjustable within the injection process *

2. Testing device according to item 1, characterized in that as an intermittent light source of a power supply unit (9) operated stroboscope (8) is used.

3 · test device according to item 1, characterized in that an incremental encoder (6) is used as the transducer,

4 «test device according to item 1, characterized in that a pre-settable counting unit (7) is used as the evaluation unit.

4 ^ O 8 8 1 τ

invention claim

5. Testing device according to item 2, characterized in that the power supply unit (9) of the stroboscope (8) has an internal time delay

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