DE10015639A1

DE10015639A1 - Calibrating device for dynamic volume flow meter for hydraulic media e.g. in fuel injection system, determines impelled volume from impeller piston stroke

Info

Publication number: DE10015639A1
Application number: DE10015639A
Authority: DE
Inventors: Kurt Schraudner; Otto Simon; Eberhard Schoeffel; Josef Seidel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-18

Abstract

An impeller unit has an impeller (3) which operates in or at a measuring chamber (1) which can be emptied via the test object and its volume flow meter (2), and cooperates with a sensor arrangement (11,12) to detect the impeller stroke. An evaluation device identifies the signals from the volume flow meter using a measure of the volume or volume flow determined from the stroke of the impeller.

Description

State of the art

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Kalibrierung eines für hydraulische Medien vorgesehenen dynamischen Volumen- bzw. Volumenstrommessers eines Prüflings.The invention relates to devices for Calibration of one intended for hydraulic media dynamic volume or volume flow meter of a Examinee.

Moderne Einspritzsysteme zur Kraftstoffeinspritzung an Verbrennungsmotoren besitzen derartige Volumen- bzw. Volumenstrommesser, um die eingespritzen Kraftstoffmengen zu erfassen bzw. die Einspritzventile so steuern zu können, daß vorgebbare Kraftstoffmengen abgespritzt werden.Modern injection systems for fuel injection Internal combustion engines have such volume or Volume flow meter to increase the amount of fuel injected detect or control the injectors so that predeterminable amounts of fuel are hosed down.

Bislang erfolgt die Kalibrierung der Volumen- bzw. Volumenstrommesser dadurch, daß der jeweils abgespritzte Kraftstoff auf eine Waage geleitet wird, d. h. es wird die abgespritzte Masse des Kraftstoffes gemessen, wobei dann unter Berücksichtigung der Dichte des abgespritzten Kraftstoffes das verspritzte Volumen bzw. der verspritzte Volumenstrom ermittelt und der Volumen- bzw. Volumenstrommesser entsprechend geeicht werden kann, um ein Zusammenwirken mit einer Motorsteuerung zu ermöglichen, die bei ihrer Arbeit Volumen- bzw. Volumenstromsignale benötigt. Der in diesem Zusammenhang notwendige meßtechnische Aufwand ist unerwünscht groß. Darüber hinaus wird vergleichsweise viel Zeit benötigt, da für eine ausreichende Genauigkeit der Eichung viele Abspritzvorgänge durchgeführt werden müssen.So far, the volume or Volume flow meter in that the respectively hosed Fuel is directed onto a scale, d. H. it will be the hosed mass of fuel measured, then taking into account the density of the hosed The sprayed volume or the sprayed Volume flow determined and the volume or Volume flow meter can be calibrated accordingly to a Interact with an engine control system to enable the Volume or volume flow signals are required for their work. The metrological effort required in this context is undesirably large. It also becomes comparative takes a lot of time because for a sufficient accuracy of the Calibration many spraying operations must be carried out.

Advantages of the invention

Erfindungsgemäß ist ein Verdrängeraggregat vorgesehen, dessen Verdränger in bzw. an einer über den Prüfling bzw. dessen Volumen- oder Volumenstrommesser entleerbaren Meßkammer arbeitet und eine Sensoranordnung zur Erfassung des Verdrängerhubes aufweist, wobei eine Auswerteeinrichtung die Signale des Volumen- oder Volumenstrommessers mit einem aus dem Hubweg des Verdrängers ermittelbaren Maß des Volumens bzw. Volumenstroms identifiziert.According to the invention, a displacement unit is provided, its displacer in or on one of the test object or whose volume or volume flow meter can be emptied Measuring chamber works and a sensor arrangement for detection of the displacement stroke, an evaluation device the signals of the volume or volume flow meter with a from the stroke distance of the displaceable measure of Volume or volume flow identified.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß über eine einfache Wegmessung des Verdrängerhubes das jeweils verschobene Volumen des Hydraulikmediums sehr einfach und mit hoher Genauigkeit erfaßbar ist und dementsprechend die Signale des Volumen- bzw. Volumenstrommessers des Prüflings schnell und genau eichbar sind. Denn der Hub und der Querschnitt des Plungers sind sehr exakt bestimmbar, d. h. das hubabhängig verdrängte bzw. verschobene Hydraulikvolumen kann exakt bestimmt werden.The invention has the advantage that a simple Distance measurement of the displacer stroke the respective shifted Volume of the hydraulic medium very simple and with high Accuracy is detectable and, accordingly, the signals of the Volume or volume flow meter of the test object quickly and are exactly calibratable. Because the stroke and cross section of the Plungers can be determined very precisely, i. H. that depends on the stroke displaced or shifted hydraulic volume can be exact be determined.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verdrängeraggregat als Kolben einen Plunger aufweist, der von einer Andruckfeder gegen eine Nockenscheibe gespannt wird, und daß der Antriebswelle der Nockenscheibe ein Winkelgeber und/oder dem Plunger ein Weggeber zugeordnet sind. Durch unterschiedlich geformte Nockenscheiben können unterschiedliche Plungerhübe und entsprechend unterschiedliche Eichprozesse durchgeführt werden. According to a preferred embodiment of the invention provided that the displacement unit as a piston Plunger, which by a pressure spring against a Cam disc is tensioned, and that the drive shaft of the Cam an angle encoder and / or the plunger Are assigned. By differently shaped Cam discs can have different plunger strokes and accordingly different calibration processes carried out become.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Plunger einen axial zwischen zwei Plungerdichtungen angeordneten Ringraum durchsetzen, der über eine Radialbohrung im Plunger und eine diese Bohrung durchdringende Axialbohrung im Plunger mit der Meßkammer und über ein Zulaufventil mit einer Hydraulikversorgung kommuniziert. Die Meßkammer kann also über den Plunger mit Hydraulikmedium beliefert werden.According to a particularly preferred embodiment, the Plunger one axially between two plunger seals enforce arranged annular space, which has a Radial hole in the plunger and this hole penetrating axial bore in the plunger with the measuring chamber and via an inlet valve with a hydraulic supply communicates. The measuring chamber can also be connected to the plunger Hydraulic medium are supplied.

drawings

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Dabei zeigtEmbodiments of the device according to the invention are shown in the drawings and are described in more detail below explained. It shows

Fig. 1 ein schematisiertes Schnittbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung, Fig. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the calibration device according to the invention,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform und Fig. 2 shows a modified embodiment and

Fig. 3 ein Diagramm, welches einerseits den Hubweg des Plungers in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Nockenscheibe und andererseits die Stromstärke der hydraulischen Volumenverschiebung wiedergibt. Fig. 3 is a diagram showing the stroke of the plunger as a function of the angle of rotation of the cam and on the other hand the current of the hydraulic volume shift.

Im Beispiel der Fig. 1 kann eine Meßkammer 1 über einen Volumen- bzw. Volumenstromsensor 2 eines nicht näher dargestellten Prüflings entleert werden. In dieser Meßkammer 1 arbeitet ein Plungerkolben 3, der in einer mit der Meßkammer kommunizierenden Bohrung 4 eines Gehäuses der Meßkammer 1 axial verschiebbar geführt ist, wobei der zwischen dem Außenumfang des Plungerkolbens 3 und der Wandung der Bohrung 4 verbleibende Ringspalt durch einen Dichtring 5 nahe der Meßkammer 1 hydraulisch dicht abgesperrt ist. Die Meßkammer 1 kann über eine nicht näher dargestellte absperrbare Zuführleitung mit Hydraulikmedium befüllt werden.In the example of FIG. 1 may be a measuring chamber 1 through a volume or volume flow sensor 2 of a test piece not shown in detail be emptied. In this measuring chamber 1 , a plunger 3 works , which is guided axially displaceably in a bore 4 of a housing of the measuring chamber 1 communicating with the measuring chamber, the annular gap remaining between the outer circumference of the plunger 3 and the wall of the bore 4 being sealed by a sealing ring 5 near the Measuring chamber 1 is hydraulically sealed off. The measuring chamber 1 can be filled with hydraulic medium via a lockable supply line, not shown.

Der Plungerkolben 3 wird von einer Andruckfeder 6, die zwischen einem plungerseitigen Widerlager 7 und einem stationären Widerlager 8 eingespannt ist und als zur Plungerachse konzentrische Schraubendruckfeder ausgebildet sein kann, gegen den Umfang einer Nockenscheibe 9 gespannt, welche mittels eines Elektromotors 10 antreibbar ist.The plunger 3 is tensioned by a pressure spring 6 , which is clamped between a plunger-side abutment 7 and a stationary abutment 8 and can be designed as a helical compression spring concentric to the plunger axis, against the circumference of a cam disk 9 , which can be driven by an electric motor 10 .

Bei Drehung der Nockenscheibe 9 führt der Plungerkolben 3 eine durch die Form der Nockenscheibe 9 genau vorgegebene Hubbewegung aus, wobei der Hubweg aus den Signalen eines mit der Antriebswelle der Nockenscheibe 9 zusammenwirkenden Drehwinkelgebers 11 und/oder aus den Signalen eines mit dem Plungerkolben zusammenwirkenden Hubweggebers 12 ermittelt werden. Damit ist dann auch das Volumen des Hydraulikmediums ermittelbar, welches bei einem Ausschiebehub des Plungerkolbens 3 aus der zuvor gefüllten Meßkammer 1 durch den Volumen- bzw. Volumenstromsensor 2 hindurch ausgestoßen wird.Upon rotation of the cam plate 9 of the plunger 3 performs a 9 exactly predetermined stroke movement by the shape of the cam plate, wherein the stroke of the signals received with the drive shaft of the cam 9 cooperating rotary encoder 11 and / or from the signals of a co-acting with the plunger Hubweggebers 12 be determined. The volume of the hydraulic medium which is expelled from the previously filled measuring chamber 1 through the volume or volume flow sensor 2 when the plunger 3 is pushed out can then also be determined.

Die Ausführungsform der Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, die Meßkammer 1 mit Hydraulikmedium zu befüllen.The embodiment in FIG. 2 shows a particularly advantageous possibility of filling the measuring chamber 1 with hydraulic medium.

Der Plungerkolben 3 durchsetzt axial zwischen dem Dichtring 5 und einem weiteren Dichtring 13 einen an der Bohrung 4 ausgebildeten Ringraum 14, welcher über eine im Plungerkolben 3 ausgebildete Radialbohrung 15 sowie eine im Plungerkolben 3 ausgebildete, die vorgenannte Bohrung 15 durchdringende Axialbohrung 16 mit der Meßkammer 1 kommuniziert. Außerdem ist der Ringraum 14 über eine Leitung 17, die durch ein Zulaufventil 18 absperrbar ist, mit einer Hydraulikversorgung 19 verbunden. The plunger 3 axially through between the sealing ring 5 and a further sealing ring 13 an annular space formed on the bore 4, 14 which penetrates through an opening formed in the plunger 3 radial bore 15 and an opening formed in the plunger 3, the aforesaid bore 15 axial bore 16 to the measuring chamber 1 communicates. In addition, the annular space 14 is connected to a hydraulic supply 19 via a line 17 , which can be shut off by an inlet valve 18 .

Bei geöffnetem Zulaufventil 18 kann also Hydraulikmedium in die Meßkammer 1 eingeleitet werden.When the inlet valve 18 is open, hydraulic medium can therefore be introduced into the measuring chamber 1 .

In Fig. 3 ist im Diagramm A der Hub H des Plungerkolbens 3 in Abhängigkeit von der Zeit t beispielhaft dargestellt, wobei im dargestellten Beispiel innerhalb einer Zeitspanne T genau eine volle Umdrehung der Nockenscheibe 9 erfolgt. Es ist erkennbar, daß der Radius zunächst stufenförmig mit abwechselnd kleinen und großen Stufen anwächst und nachfolgend kontinuierlich abnimmt, bis nach Ablauf der Zeitspanne T wiederum der minimale Ausgangswert erreicht ist.In Fig. 3, the stroke H of the plunger 3 in function of time t shown as an example in diagram A, taking place exactly one full revolution of the cam 9 in the illustrated example within a time period T. It can be seen that the radius initially increases in steps with alternating small and large steps and then decreases continuously until the minimum initial value is reached again after the period T.

Dabei ist der Wert des Hubes H direkt proportional dem vom Plungenkolben 3 verdrängten Volumens des Hydraulikmediums.The value of the stroke H is directly proportional to the volume of the hydraulic medium displaced by the plunger 3 .

Das Diagramm B der Fig. 3 zeigt den durch den Kolbenhub bewirkten Hydraulikstrom J in Abhängigkeit von der Zeit t, wobei negative Werte von J den beim Rückhub des Plungerkolbens 3 auftretenden Zulauf von Hydraulikmedium bei geöffnetem Zulaufventil 18 wiedergeben.The diagram B in FIG. 3 shows the hydraulic flow J caused by the piston stroke as a function of the time t, negative values of J representing the inflow of hydraulic medium occurring during the return stroke of the plunger 3 with the inflow valve 18 open.

Claims

1. Device for calibrating a dynamic volume or volume flow meter of a test provided for hydraulic media, characterized by a displacement unit, the displacer ( 3 ) of which is in or on a measuring chamber that can be emptied via the test object or its volume or volume flow meter ( 2 ). 1 ) works and interacts with a sensor arrangement ( 11 , 12 ) for detecting the displacement stroke, an evaluation device identifying the signals of the volume or volume flow meter with a measure of the volume or volume flow flowing through the volume or volume flow meter that can be determined from the displacement path of the displacer .

2. Device according to claim 1, characterized in that the displacement unit has a plunger ( 3 ) which is tensioned by a pressure spring ( 6 ) against a cam disc ( 9 ), and in that the drive shaft of the cam disc ( 9 ) has an angle sensor ( 11 ) and / or a displacement sensor ( 12 ) is assigned to the plunger ( 3 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the plunger ( 3 ) passes through an axially between two plunger seals ( 5 , 13 ) arranged annular space ( 14 ) via a radial bore ( 15 ) in the plunger and an axial bore penetrating this bore ( 16 ) in the plunger communicates with the measuring chamber ( 1 ) and via an inlet valve ( 18 ) with a hydraulic supply.