DE10157872C1

DE10157872C1 - Einheit zur Nachbildung der Funktion eines Kraftstoffinjektors

Info

Publication number: DE10157872C1
Application number: DE10157872A
Authority: DE
Inventors: Patrick Mattes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2021-11-27

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventileinheit (4) zur Nachbildung der Funktionen eines Erzeugnisses, wie zum Beispiel eines Kraftstoffinjektors. Die Ventileinheit (4) umfaßt einen kraftausgeglichenen Schaltventilkörper (3), welchem ein Steller (23) zugeordnet ist. Das kraftausgeglichene Schaltventil (3) wird mittels einer Schließfeder in seine Schließstellung gedrängt. Die Ventileinheit (4) umfaßt zur Nachbildung von Leckage-, Düsen- und Ablaufdrosselfunktionen (9, 14, 18) jeweils auswechselbare Lochblendenelemente (11, 17, 21). Der das kraftausgeglichene Schaltventil (3) betätigende Aktor ist als hochdynamischer Piezoaktor ausgeführt.

Description

Technisches Gebiet

Bei der Großserienfertigung von Erzeugnissen besteht die Notwendigkeit, den Fertigungsprozeß qualitätsmäßig kontrollierende Prüfoder Spann- und Montagestände in zeitlichen Abständen zu kontrollieren. Um vom zu kontrollierenden Erzeugnis ausgehende, das Kontrollergebnis hinsichtlich der Funktionsfähigkeit von Prüfstellen verfälschende Einflüsse auszuschließen, wird zur Überprüfung werkseitiger Prüf- und Spannstellen ein Erzeugnis, wie zum Beispiel eine einen Kraftstoffinjektor hinsichtlich seiner abzuprüfenden Funktion, nachbildende Einheit (Erzeugnisnormal) eingesetzt.

Stand der Technik

Zur Überprüfung von Prüfoder Montageeinrichtungen im Herstellungsprozeß, wie zum Beispiel in der Serienfertigung von Kraftstoffinjektoren werden die an diesen Prüfoder Montageeinrichtungen abzuprüfenden Funktionen nachbildende Einheiten eingesetzt. Diese Einheiten werden auch als Erzeugnisnormal bezeichnet. Der Einsatz dieser die Funktion eines Erzeugnisses nachbildenden Einheiten, d. h. der Erzeugnisnormalen, eliminiert die sich aus dem Fertigungsprozeß des Erzeugnisses ergebenden Einflüsse. Zur Überprüfung von Prüfoder Montageständen in der Serienfertigung von Kraftstoffinjektoren kommen modifizierte, seriennahe Injektoren zum Einsatz, die durch geringfügige Modifikationen stabilisiert werden.

So wird an den als Erzeugnisnormal eingesetzten Serieninjektoren der Nadelhub begrenzt, um Teilhübe, zum Beispiel von Düsennadel und Druckstange abzuprüfen. Modifikationen werden ferner an der Ausgestaltung der Ankergruppe bei elektromagnetisch betätigbaren, die Funktion von Kraftstoffinjektoren nachbildenden Erzeugnisnormalen vorgenommen. Es können außerdem besondere Düsen eingesetzt werden.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei solcherart modifizierten Erzeugnisnormalen die Langzeitstabilität nicht in ausreichendem Maße gegeben ist. Damit besteht die Gefahr, daß qualitätssichernde Prüf- und Montagevorrichtungen in Fertigungsstraßen von Großserienproduktion mit fehlerbehafteten Erzeugnisnormalen überprüft werden, was einen erheblichen Risikofaktor in Bezug auf die Aussagefähigkeit des Prüfgebnisses bei Abprüfungen von Prüf- und Montagevorrichtungen darstellt. Ferner sind die bisher eingesetzten Erzeugnisnormale nicht oder nur mit erheblichem Aufwand nachkalibrierbar.

Darstellung der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Lösung läßt sich ein Erzeugnisnormal verwicklichen, welches einerseits einen hochdynamischen Steller aufweist und damit kleinste Hubwege schnellschaltend umsetzt und welches andererseits auf einfache Weise nachkalibriert werden kann. Der Einsatz eines hochdynamischen Stellers, zum Beispiel eines Piezoaktors mit extrem kurzen Schaltzeiten, erlaubt ein schnelleres Durchschreiten des kritischen Hubbereiches (h_min), bei welchem sich der Übergang der bis zum Erreichen dieses Wertes stetig ansteigenden Volumenströme am Erzeugnisnormal in den stationären Zustand der Volumenströme einstellt. Der Durchfluß im Erzeugnisnormal wird ab Überwinden des kritischen Hubweges h_min nur durch die Düsendrossel sowie die Ablaufdrossel bestimmt. Dieser Umstand erlaubt es, das Erzeugnisnormal in allen Prüfpunkten nichtballistisch zu betreiben. Im vorliegenden Zusammenhang bezeichnet der Ausdruck nichtballistisch einen stabilen Betriebszustand des Erzeugnisnormals, da die Düsennadel ihren Endhub erreicht und keine undefinierten Teilhubzustände auftreten.

Der nichtballistische Betrieb des Injektors ermöglicht ein wesentlich stabileren Betrieb des Erzeugnisnormals - hier eines Kraftstoffinjektors - hinsichtlich seines Einspritzmengenverhaltens. Die Hub/Hub-Schwankungen der Einspritzmenge werden drastisch herabgesetzt, so daß eine Drift der Einspritzmenge über die Lebensdauer des Erzeugnisnormals wirksam vermieden werden kann. Dies wiederum gestattet ein Abprüfen der Toleranzen und Funktionen von Prüf-/Montageständen in Fertigungsstraßen mit einer höheren Zuverlässigkeit.

Daneben sind am vorgeschlagenen Erzeugnisnormal die Drosselstellen durch auswechselbare Lochblendenelemente dargestellt. Die Auswechselbarkeit der die Drosselfunktionen simulierenden Lochblenden gestattet ein einfaches Nachkalibrieren des Erzeugnisnormals, so daß das Erzeugnisnormal, aufgenommen in einem beliebigen Injektorkörper, variabel einsetzbar ist. Das Erzeugnisnormal, ein kraftausgeglichenes Schaltventil, einen hochdynamischen Steller, eine Leckage-, eine Düsen- sowie eine Ablaufdrossel enthaltend, kann in beliebige Injektorkörperkonturen eingebaut werden.

Anstelle eines lediglich einen Piezoaktor als Steller umfassenden Erzeugnisnormals läßt sich bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zwischen dem kraftausgeglichenen Schaltventil und dem Steller ein hydraulischer Übersetzer zwischenschalten. Daneben kann das kraftausgeglichene Schaltventil auch über einen Zapfen oder ein Druckstück direkt auf das kraftausgeglichene Schaltventil einwirken. Die Verwirklichung und der Einsatz beider aufgezeigter Varianten der Ventileinheit eines Erzeugnisnormals sind möglich.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 den Aufbau der Einheit zur Nachbildung von Erzeugnisfunktionen (Erzeugnisnormal), z. B. eines Kraftstoffinjektors,

Fig. 1a eine Einheit zur Nachbildung von Erzeugnisfunktionen, z. B. eines Kraftstoffinjektors mit hydraulischem Übersetzer und

Fig. 2 den Verlauf der einzelnen Volumenströme, aufgetragen über den Hubweg.

Ausführungsvarianten

Fig. 1 gibt den schematischen Aufbau der Einheit zur Nachbildung von Erzeugnisfunktionen (Erzeugnisnormal) wieder, der im herangezogenen Beispiel die Funktion eines Kraftstoffinjektors nachbildet.

Der Darstellung gemäß Fig. 1 ist ein Erzeugnisnormal 4 zu entnehmen, welches als Ventileinheit ausgebildet ist und in einen seriennahen Injektor nach dessen geringfügiger Modifikation integriert werden kann.

Das Erzeugnisnormal 4 ist über einen Zulauf 1 mit einer hier nicht dargestellten Hochdruckquelle, zum Beispiel dem Hochdrucksammelraum oder einem anderen Hochdruckreservoir mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Der Zulauf 1 des hier nicht dargestellten Hochdrucksammelraums mündet in einen Ringraum 2 der Ventileinheit 4. Innerhalb des Erzeugnisnormals 4 ist ein Schaltventilkörper 3 aufgenommen, welcher kraftausgeglichen ist. Der Ringraum 2 innerhalb des Erzeugnisnormals 4 wird einerseits durch eine am kraftausgeglichenen Schaltventilkörper 3 ausgebildete Ringfläche 5 und andererseits von einer der Ringfläche 5 gegenüberliegenden Dichtfläche 8 am kraftausgeglichenen Schaltventilkörper 3 in Längsrichtung begrenzt, während der Ringraum 2 weiterhin von einer Wandung begrenzt ist, in welcher einerseits der Zulauf 1 vom hier nicht dargestellten Hochdrucksammelraum mündet und andererseits eine Leckagedrosselstelle 9 abzweigt.

Der kraftausgeglichene Schaltventilkörper 3 umfaßt an einem der Ringfläche 5 gegenüberliegenden Ende einen Absatz, der in einen Druckraum 13 des Erzeugnisnormals 4 hineinragt. An diesem Absatz ist die Dichtfläche 8 als konisch verlaufender Kegelstumpfbereich ausgebildet. Die Dichtfläche 8 des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 wirkt mit einem gehäuseseitig vorgesehenen Ventilsitz 7 zusammen und dichtet den Druckraum 13 gegen das über den Zulauf 1 vom hier nicht dargestellten Hochdrucksammelraum eintretende anstehende Kraftstoffvolumen ab. Die in Fig. 1 wiedergegebene Dichtstellung, d. h. das Anliegen des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 am Ventilsitz 7 mit der konisch verlaufenden Dichtfläche 8 wird durch ein in Fig. 1 nicht dargestelltes, den kraftausgeglichenen Schaltventilkörper 3 in den Ventilsitz 7 drückendes Schließfederelement verursacht.

Oberhalb des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 ist ein schematisch wiedergegebener Steller 23 angeordnet. Der Steller 23 wird bevorzugt als hochdynamischer Piezoaktor ausgebildet, der dem kraftausgeglichen Schaltventilkörper 3 eine mit dem Doppelpfeil 24 bezeichnete Hubbewegung im Inneren des Erzeugnisnormals 4 aufprägt. Der mittels des hochdynamischen Piezoaktors 23 realisierbare Hubweg liegt zwischen 50 und 100 µm. In der Darstellung gemäß Fig. 1 wirkt der eingesetzte hochdynamische Piezosteller 23 direkt auf die obere Stirnseite des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 ein. Der Druckraum 13 innerhalb des Erzeugnisnormals 4, welcher über die Betätigung des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 mit dem Zulauf 1 vom Hochdrucksammelraum verbindbar bzw. von diesem abtrennbar ist, umfaßt eine Ablaufdrosselfunktion 14 sowie eine Düsendrosselfunktion 18, während das die Leckagedrosselfunktion übernehmende Element 11 seitlich am Ringraum 2 des Erzeugnisnormals 4 angeordnet ist.

Der Druckraum 13 des Erzeugnisnormals 4 weist an einer ersten Fläche 25 den Ventilsitz 7 auf, der durch die Dichtfläche 8 am kraftausgeglichenen Schaltventilkörper 3 verschlossen oder freigegeben werden kann. Die zweite Fläche 26 des Druckraums 13 bildet die Anschlußfläche für ein die Ablaufdrosselfunktion 14 darstellendes Lochblendenelement 17. Im Boden des Steuerraums 13, d. h. der dritten Fläche 27 ist eine eine Düsendrosselfunktion 18 nachbildende Lochblende 21 aufgenommen.

Die vom Ringraum 2 des Erzeugnisnormals 4 abzweigende Lochblende 11, welche die Leckagedrosselfunktion nachbildet, ist in einem ersten Bohrungsdurchmesser 10 ausgebildet. Über die Lochblende 11 strömt ein konstanter Leckagestrom 12 aus dem Ringraum 2 ab, der seinerseits mit dem in diesen mündenden Zulauf 1 vom Hochdrucksammelraum stetig mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt wird. Die an der zweiten Fläche des Druckraums 13 ausgebildete Lochblende 17 ist in einem zweiten Bohrungsdurchmesser 15 ausgebildet. Über dieses Lochblendenelement, welches die Ablaufdrosselfunktion nachbildet, strömt ein Ablaufvolumenstrom 16 aus dem Steuerraum 13 ab. Die gesamte aus dem Erzeugnisnormal 4 rückströmende Rücklaufmenge setzt sich aus dem Leckagevolumenstrom 12, der im wesentlichen konstant ist, und dem Ablaufvolumenstrom 16 zusammen.

An der dritten Fläche 27 des Druckraums 13 ist ein weiteres Lochblendenelement 21 aufgenommen, durch welches die Düsendrosselfunktion 18 nachgebildet wird. Das Lochblendenelement 21 ist in einem dritten Bohrungsdurchmesser 19 ausgebildet, über den der Volumenstrom 20 zur Düse abfließt.

Die erwähnten Lochblendenelemente 11, 17 und 21 sind bevorzugt als auswechselbare Lochblendenelemente konfiguriert, die je nach erwünschter Drosselwirkung in den unterschiedlichsten Durchmessern ausgebildet sein können, um das Erzeugnisnormal 4 an die unterschiedlichsten Injektorkonfigurationen anpassen zu können. Die Lochblendenelemente 11, 17 sowie 21 können dazu mit Außengewindeabschnitten versehen sein, über welche sie sich in die Wandung des Erzeugnisnormals 4 einschrauben lassen und unmittelbar nach der Montage ihre Funktion übernehmen können.

Der Darstellung gemäß Fig. 1a ist eine Ausführungsvariante des Erzeugnisnormals gemäß Fig. 1 zu entnehmen.

Im Unterschied zur Darstellung des Erzeugnisnormals 4 gemäß Fig. 1 umfaßt der in Fig. 1a wiedergegebene Ausschnitt eines Erzeugnisnormals 4 einen zwischen den hochdynamischen Piezosteller 23 und die obere Stirnseite des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 zwischengeschalteten hydraulischen Übersetzer 28. Entsprechend der Hubbewegung 24 des hochdynamischen Stellers 23 innerhalb eines Hubbereiches von 50 bis 100 µm wird die auf die obere Stirnseite des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 einwirkende Kraft durch Zwischenschaltung des hydraulischen Übersetzers 28 verstärkt. Der hydraulische Übersetzer 28 kann über einen Zulauf 29 mit einem hier nicht dargestellten Reservoir bzw. Ausgleichsbehälter in Verbindung stehen. Während der in Fig. 1 dargestellte hochdynamische Steller 23 die obere Stirnseite des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 mittels eines Fortsatzes beaufschlagt und somit direkt auf diesen einwirkt, ist in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1a eine Vervielfachung der Stellkräfte durch Zwischenschaltung eines hydraulischen Übersetzers 28 zwischen hochdynamischen Steller 23 und kraftausgeglichenen Schaltventilkörper 3 möglich.

Der Darstellung gemäß Fig. 2 sind die Verläufe der einzelnen Volumenströme, aufgetragen über den Hubweg des Erzeugnisnormals zu entnehmen.

Mit Bezugszeichen 31 ist der Verlauf des Volumenstroms bezeichnet, während mit Bezugszeichen 32 der Hubweg H, aufgetragen in µm gekennzeichnet ist. Im unbestromten Zustand des hochdynamischen Stellers 23 wird der kraftausgeglichene Schaltventilkörper 3 durch eine in Fig. 1 nicht dargestellte Schließfeder in seine Schließstellung, d. h. an den Ventilsitz 7 des Gehäuses des Erzeugnisnormals 4 gedrückt. Dadurch ist der Druckraum 13 gegenüber dem im Zulauf 1 vom Hochdrucksammelraum anstehenden, unter hohem Druck stehenden Kraftstoff verschlossen. In diesem Zustand des Erzeugnisnormals 4 fließt über die die Ablaufdrosselfunktion 9 nachbildende Lochblende 11, die seitlich am Ringraum 2 angeflanscht ist, ein konstanter Leckagevolumenstrom 35 ab. Dieser austretende Volumenstrom 12 bzw. 35 ist unabhängig vom Hubweg des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 und stellt einen Teil der insgesamt aus dem Erzeugnisnormal 4 rücklaufenden Kraftstoffmenge dar. Über die die Leckagedrosselfunktion 9 nachbildende Lochblende 11, einen ersten Bohrungsdurchmesser 10 umfassend, wird die innere Leckage eines Kraftstoffinjektors simuliert.

Bei Bestromung des hochdynamischen Piezostellers 23, der in bevorzugter Weise am Erzeugnisnormal 4 eingesetzt wird, öffnet das kraftausgeglichene Schaltventil 3 und über den Zulauf 1 unter hohem Druck stehendes Kraftstoffvolumen schießt in den Ringraum 2 über den geöffneten Ventilsitz 7 in den Druckraum 13 ein. Von dort strömt entsprechend des zweiten Bohrungsdurchmessers 15 des die Ablaufdrosselfunktion 14 nachbildenden Lochblendenelementes 17 sowie entsprechend des dritten Bohrungsdurchmessers 19 in die Düsendrosselfunktion 18 nachbildenden Lochblendenelement 21 jeweils ein Ablaufvolumenstrom 16 bzw. ein Düsenvolumenstrom 20 ab.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 verlaufen die sich einstellenden Volumenströme über die die Ablaufdrosselfunktion 14 darstellende Lochblende 17 gemäß des Kurvenzuges 34 bzw. in Bezug auf die Düse gemäß des stetig ansteigenden Volumenstroms 33 über das die Drosselfunktion 18 darstellende Lochblendenelement 21. Die stetig ansteigenden Verläufe der Volumenströme über die Lochblenden 17 bzw. 21 stellen sich unterhalb des mit h_min bei Bezugszeichen 38 markierten Hubes des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 ein.

Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 2 hervorgeht, liegt der über die Lochblende 11, welche die Leckagedrosselfunktion 9 nachbildet, stets ein konstanter Volumenstrom 12 bzw. 35 an, der sich auch nach Überstreiten des kritischen Hubbereiches h_min des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 nicht ändert. Im Gegensatz dazu steigen die Volumenströme, welche über die die Ablaufdrosselfunktion 14 nachbildende Lochblende 7 bzw. über die die Düsendrosselfunktion 18 nachbildende Lochblende 21 abströmen, kontinuierlich an. Erst nach Überschreiten eines kritischen Hubbereiches, bezeichnet durch h_min, nehmen die über die Lochblenden 17 bzw. 21 abfließenden Volumenströme 36 bzw. 37 ihre Maximalwerte an und ihren stationären Zustand ein. Mit Bezugszeichen 36 ist das linear verlaufende Verhältnis von Volumenstrom zu Hubweg des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 des Erzeugnisnormals 4 bezeichnet.

Die insgesamt aus dem Erzeugnisnormal 4 abströmende Kraftstoffmenge, d. h. die Rücklaufmenge, setzt sich aus dem Volumenstrom 12 bzw. 35 zusammen, der über die Lochblende 11, welche die Leckagedrosselfunktion 9 nachbildet, abströmt sowie den über die Lochblende 17, welche die Ablaufdrosselfunktion 14 nachbildet, abfließende Kraftstoffmenge 16 bzw. 34 zusammen.

Nach Überschreiten des in Fig. 2 mit h_min bezeichneten kritischen Hubbereiches des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3, wie er zum Beispiel in der Größenordnung von etwa 20 µm liegt, wird der Durchfluß durch das Erzeugnisnormal 4 auschließlich durch die über die die Düsendrosselfunktion 18 nachbildende Lochblende 21 sowie die die Ablaufdrosselfunktion 14 nachbildende Lochblende 17 bestimmt. Oberhalb des kritischen Hubbereiches h_min, in Fig. 2 auch mit Bezugszeichen 38 auf der den Hubweg anzeigenden Achse 32 gekennzeichnet, d. h. im stationären Zustand 40, nehmen die über die Lochblenden 17 bzw. 21 abströmenden Volumenströme ihre jeweiligen Maximalwerte ein und halten diese bei weiterer Erhöhung des Hubes des kraftausgeglichenen Schaltventilkörpers 3 bei. Dadurch kann das Erzeugnisnormal 4 in fast allen Prüfpunkten nichtballistisch betrieben werden. Ein nichtballistischer Betrieb der Düsennadel bezeichnet im vorliegenden Zusammenhang den Betrieb des Erzeugnisnormals 4 in der Weise, dass dessen Düsennadel den Endhub erreicht. Das Erreichen den Endhubes durch die Düsennadel schließt das Auftreten von Teilhubzuständen der Düsennadel aus. Dadurch sind undefinierte Zwischenhubzustände, die eine Qualitätsprüfung von in Fertigungsstraßen vorhandenen Prüfständen erheblich beeinträchtigen können, ausgeschlossen. Ein nichtballistischer Betrieb eines Erzeugnisnormals gewährleistet einen stabilen Betriebszustand, so dass bei Erreichen des Endhubes durch die Düsennadel eine aussagekräftige Kontrolle von Qualitätsprüfständen möglich ist.

Durch einen nichtballistischen Betrieb eines Erzeugnisnormals 4 in allen Prüfpunkten von Prüf- bzw. Montageständen in Fertigungsstraßen lassen sich Hub/Hub-Schwankungen im Erzeugnismodul 4 vermeiden, wodurch eine Drift über die Lebensdauer des Erzeugnismoduls 4 nicht auftritt.

Eine Nachkalibrierung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Erzeugnismoduls 4 ist durch einfaches Auswechseln der die Leckagedrosselfunktion 9, die Ablaufdrosselfunktion 14 bzw. die Düsendrosselfunktion 18 verwirklichenden Lochblendenelemente 11, 14 und 21 ohne großen Aufwand möglich. Dadurch lässt sich das Erzeugnisnormal 4 nachkalibrieren und insbesondere so modifizieren, dass es an beliebigen Kraftstoffinjektoren sowie an beliebigen Kraftstoffinjektorengeometrien zum Einsatz kommen kann. Ein weiterer mit dieser Ausführung des Erzeugnisnormals 4 verbundener Vorteil ist darin zu erblicken, dass durch die Verwendung nur eines Erzeugnisnormals 4 eine Spannstellenüberprüfung erfolgen kann. Die oben beschriebene, als Erzeugnisnormal fungierende Ventileinheit 4 kann in eine beliebige Injektorkontur eingebracht werden und erlaubt damit den Einsatz an einer Spannstelle in einem Werkstückträger. Der Werkstückträger, an dem in Großserienproduktionen die Injektoren aufgenommen sind, umfasst eine Spannstelle, so z. B. ein Gewindeansatz oder Ähnliches. An diesem kann nunmehr anstelle des auf seine Fertigungsqualität hin zu überprüfenden Injektors das Erzeugnisnormal 4 aufgenommen werden. Da das Erzeugnisnormal 4 hinsichtlich seiner Schnittstellengeometrie dem Kraftstoffinjektor - abgesehen von leichten Modifikationen - entspricht, ist keine aufwendige Umrüstung erforderlich. Ferner wird die Vergleichbarkeit mit dem in Großserie gefertigten Erzeugnis erhöht. Durch das Erzeugnisnormal 4 wird gleichsam ein Großserienprodukt simuliert, mit welchem die Spannstelle zwischen Werkstückträger und Injektorkörper für Großserienproduktion überprüfbar und dessen Nachkalibrierung aufgrund des Einsatzes von Lochblenden möglich ist.

Bezugszeichenliste

1

Zulauf vom Hochdrucksammelraum

2

Ringraum

3

Schaltventilkörper

4

Erzeugnisnormal

5

Ringfläche

6

Zapfen

7

Ventilsitz

8

Dichtfläche

9

Leckagedrossel

10

Bohrungsdurchmesser

11

Lochblende "Leckage"

12

Leckagevolumenstrom

13

Druckraum

14

Ablaufdrossel

15

zweiter Bohrungsdurchmesser

16

Ablaufvolumenstrom

17

Lochblende "Ablauf"

18

Düsendrossel

19

dritter Bohrungsdurchmesser

20

Düsenvolumenstrom

21

Lochblende "Düse"

22

Symmetrielinie

23

Steller

24

Stellerhubweg h

25

erste Fläche Druckraum

26

zweite Fläche Druckraum

27

dritte Fläche Druckraum

28

hydraulischer Übersetzer

29

Zu/Ablauf

30

-

31

Volumenstrom

32

Hubweg

33

Anstieg Volumenstrom Lochblende Düse

34

Anstieg Volumenstrom Lochblende Ablauf

35

Leckagevolumenstrom = const

36 _max

Düsendrossel

37 _max

Ablaufdrossel

38

kritischer Hub h_min

39

Übergangsbereich

40

eingeschwungener Zustand

Claims

1. Ventileinheit zur Nachbildung von Funktionen eines Kraftstoffinjektors mit einem ein kraftausgeglichenes Schaltventil (3) betätigenden Steller (23), wobei das kraftausgeglichene Schaltventil (3) mittels einer Schließfeder in seine Schließstellung gedrängt wird, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Nachbildung von Leckage-, Düsen- und Ablaufdrosselfunktionen (9, 14, 18) jeweils auswechselbare Lochblendenelemente (11, 17, 21) umfasst und der Steller (23) als hochdynamischer Piezoaktor ausgebildet ist.

2. Ventileinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steller (23) und dem Schaltventil (3) ein hydraulischer Übersetzer (28) angeordnet ist.

3. Ventileinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steller (23) unmittelbar auf die Stirnseite des Schaltventilkörpers (3) der Ventileinheit (4) einwirkt.

4. Ventileinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Düsen- und Ablaufdrosselfunktion (14, 18) nachbildenden Lochblenden (17, 22) einem gemeinsamen Druckraum (13) zugeordnet sind, welche über das kraftausgeglichene Schaltventil (3) mit einem hochdruckseitigen Zulauf (1) in Verbindung bringbar ist.

5. Ventileinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Leckagefunk tion (9) nachbildende Lochblende (11) von einem dem kraftausgeglichenen Schaltventilkörper (3) zugeordneten Ringraum (2) abzweigt.

6. Ventileinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese in einen Injektorkörper beliebiger Kontur einbaubar ist und mit diesem an einer Spannstelle verbunden wird.

7. Ventileinheit gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der über die Lochblende (11), welche die Leckagefunktion (9) nachbildet, abfließende Volumenstrom (35) im wesentlichen konstant ist.

8. Ventileinheit gemäß der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufmenge sich aus dem über die Lochblende (17), welche die Ablaufdrosselfunktion (14) nachbildet, abfließenden Volumenstrom (34, 37) und dem über die Lochblende (11), welche die Leckagefunktion (9) nachbildet, abfließenden Volumenstrom (35) zusammensetzt.

9. Ventileinheit gemäß der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb eines Hubweges h_min (38) der Durchfluß durch die Ventileinheit (4) durch die Düsendrosselfunktion (18) nachbildende Lochblende (21) und die die Ablaufdrosselfunktion (14) nachbildende Lochblende (17) bestimmt wird.