DE102009007210B4 - Test fluid and method of using the test fluid - Google Patents

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Abstract

Prüffluid mit metallischen Partikeln (M), die – ein jeweils vorgegebenes Verhältnis aufweisen zwischen ihrer Länge (L) und ihrem Durchmesser (d), – deren Länge (L) kleiner ist als 1000 Mikrometer und – die länglich ausgestaltet sind.Test fluid with metallic particles (M), which - each have a predetermined ratio between their length (L) and their diameter (d), - whose length (L) is less than 1000 micrometers and - which are elongated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüffluid und ein Verfahren zur Anwendung des Prüffluids. Zum Prüfen von Filtern auf ihre Funktions- und Leistungsfähigkeit können synthetisch hergestellte Partikel käuflich erworben werden. Diese Partikel sind auch als Test Stäube bekannt. Zum Prüfen von Luftfiltern ist beispielsweise das Produkt „Air Cleaner Fine Test Dust”, kurz ACFTD, von der Firma General Motors bekannt.The invention relates to a test fluid and a method for using the test fluid. To test filters for their performance and performance, synthetically manufactured particles can be purchased. These particles are also known as test dusts. For testing air filters, for example, the product "Air Cleaner Fine Test Dust", short ACFTD, General Motors known.

Aus der US 3791192 ist ein Partikelstandard bekannt, der umfasst eine feste Platte eines Materials, das lösbar ist in einer vorgegebenen Klasse an Lösungsmitteln. Ferner umfasst der Partikelstandard eine Vielzahl an Partikeln von im Wesentlichen gleichen Abmessungen, die unlösbar in der Klasse von Lösungsmitteln sind. Die Partikel sind kombiniert mit der festen Platte, wobei die Platte als eine Matrix dient zum lösbaren Fixieren der Partikel in einem geordneten geometrischen Muster. Die Partikel sind sphärisch ausgebildet und können einen Durchmesser in einem Bereich von 1 bis 200 μm haben. Die Partikel können als Material Glas, synthetisches Plastik, Metall, Latex oder Pollen umfassen.From the US 3791192 For example, a particle standard is known which comprises a solid sheet of material which is soluble in a given class of solvents. Further, the particle standard comprises a plurality of particles of substantially equal dimensions which are insoluble in the class of solvents. The particles are combined with the solid plate, the plate acting as a matrix for releasably fixing the particles in an ordered geometric pattern. The particles are spherical and may have a diameter in a range of 1 to 200 μm. The particles may include as material glass, synthetic plastic, metal, latex or pollen.

Aus der US 6511524 B2 ist ein Verfahren zum Herstellen von kugelförmigen metallischen Partikeln bekannt mit gleichem Durchmesser.From the US 6511524 B2 is a method for producing spherical metallic particles of the same diameter known.

Aus der US 6814239 B2 ist eine Vorrichtung bekannt zum Herstellen von Standardpartikeln mit einer Partikelklassifizierungskammer, um Standardpartikel mit einem Durchmesser, wie er benötigt wird, zu klassifizieren und diese zu sammeln und anschließend mittels eines Heizmittels mittels Infrarotstrahlung derart zu heizen, dass Partikel mit einem vergleichsweise großen Durchmesser, die nicht sphärisch sind, umzuformen in entsprechende Standardpartikel, die dann sphärisch ausgebildet sind.From the US 6814239 B2 For example, a device is known for producing standard particles having a particle classification chamber to classify and collect standard particles having a diameter as needed and then to heat by means of a heating means by means of infrared radiation such that particles of a comparatively large diameter do not are spherical to reshape into corresponding standard particles, which are then spherical.

Aus der DE 19758660 B4 ist ein Verfahren zur Einstellung des Durchflusses von Bauteilöffnungen bekannt, insbesondere von Einspritzventilen für Verbrennungsmotoren. Das Ventil mit Ventilöffnung wird in einer Messvorrichtung angeordnet und mit einem Fluid beaufschlagt, das Material abträgt. Das Fluid wird dabei mit einem bestimmten Volumenstrom durch das Ventil geleitet und der sich einstellende Druck in der Messvorrichtung wird ermittelt und dient als ein Maß zur Einstellung der Bauteilöffnung.From the DE 19758660 B4 a method for adjusting the flow of component openings is known, in particular of injection valves for internal combustion engines. The valve with valve opening is arranged in a measuring device and acted upon by a fluid that removes material. The fluid is passed through the valve at a certain volume flow and the pressure in the measuring device that is established is determined and serves as a measure for adjusting the component opening.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Prüffluid und ein Verfahren zur Verwendung des Prüffluids zu schaffen, mittels denen Fluidsysteme und insbesondere Einspritzventile und Fluidfilter realitätsnah und reproduzierbar geprüft werden können.The object on which the invention is based is to provide a test fluid and a method for using the test fluid, by means of which fluid systems and in particular injection valves and fluid filters can be tested realistically and reproducibly.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Prüffluid, das metallische Partikel enthält. Die metallischen Partikel weisen jeweils ein vorgegebenes Verhältnis auf zwischen ihrer Länge und ihrem Durchmesser, wobei die Länge größer dem Durchmesser ist und die so länglich ausgestatet sind. Die Länge der metallischen Partikel ist kleiner als 1000 μm. Insbesondere kann das Prüffluid beispielsweise metallische Partikel mit bis zu fünf vorgegebenen Verhältnissen der Länge zum Durchmesser aufweisen. Es ist jedoch beispielsweise auch möglich, dass das Prüffluid metallische Partikel mit bis zu zehn oder hundert vorgegebenen Verhältnissen der Länge zum Durchmesser aufweist. Dies ermöglicht ein reproduzierbares Prüffluid, mit dem beispielsweise Fluidsysteme und insbesondere Einspritzventile und/oder Fluidfilter unter vorgegebenen realitätsnahen Bedingungen geprüft werden können.According to a first aspect, the invention is characterized by a test fluid containing metallic particles. The metallic particles each have a predetermined ratio between their length and their diameter, wherein the length is greater than the diameter and are thus elongate ausgestatet. The length of the metallic particles is less than 1000 microns. In particular, the test fluid, for example, metallic particles having up to five predetermined ratios of length to the diameter. However, it is also possible, for example, for the test fluid to have metallic particles with up to ten or one hundred predetermined ratios of length to diameter. This allows a reproducible test fluid, with which, for example, fluid systems and in particular injection valves and / or fluid filters can be tested under given realistic conditions.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das vorgegebene Verhältnis zwischen der Länge und dem Durchmesser der metallischen Partikel größer als 1,4. Dies ermöglicht ein reproduzierbares Prüffluid, welches insbesondere solche Arten von Partikeln umfasst, die zu Funktionsausfällen von Fluidfiltern und/oder Einspritzventilen führen können.In a preferred embodiment, the predetermined ratio between the length and the diameter of the metallic particles is greater than 1.4. This allows a reproducible test fluid, which in particular includes those types of particles that can lead to functional failures of fluid filters and / or injectors.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Prüffluid eine vorgegebene Dichte der metallischen Partikel auf. Dies ermöglicht das Schaffen eines reproduzierbaren Prüffluids.According to a further preferred embodiment, the test fluid has a predetermined density of the metallic particles. This allows the creation of a reproducible test fluid.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dichte der metallischen Partikel in dem Prüffluid bis zu 5.000 pro ml. Dies ermöglicht ein Prüffluid, welches eine Partikeldichte von Nutzfluiden in geeigneter Weise abbildet.In a further preferred embodiment, the density of the metallic particles in the test fluid is up to 5,000 per ml. This allows for a test fluid which will image a particle density of working fluids in a suitable manner.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die metallischen Partikel quaderförmig oder zylinderförmig ausgebildet. Dies ermöglicht ein einfach zu erstellendes Prüffluid mit einfach herzustellenden metallischen Partikeln.According to a further preferred embodiment, the metallic particles are cuboidal or cylindrical. This allows an easy-to-build test fluid with easy-to-produce metallic particles.

Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren, bei dem einem Einspritzventil das Prüffluid zugeführt wird. Dies ermöglicht eine Prüfung des Einspritzventils mittels des Prüffluids unter realitätsnahen Bedingungen.According to a second aspect, the invention is characterized by a method in which the test fluid is supplied to an injection valve. This allows a test of the injection valve by means of the test fluid under realistic conditions.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine metallische Partikel, 1 a metallic particle,

2 bevorzugte Größenklassen der metallischen Partikel, 2 preferred size classes of the metallic particles,

3 weitere bevorzugte Größenklassen der metallischen Partikel und deren Dichte in dem Prüffluid. three other preferred size classes of the metallic particles and their density in the test fluid.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Elements of the same construction or function are identified across the figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer metallischen Partikel M, die in einem Prüffluid enthalten ist und die bevorzugt zylinderförmig ausgebildet ist. Eine Länge L und ein Durchmesser d der metallischen Partikel M sind derart ausgebildet, dass das Verhältnis zwischen der Länge L und dem Durchmesser d eine vorgegebene Schwelle überschreitet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verhältnis zwischen der Länge L und dem Durchmesser d größer als 1,4. Das Verhältnis kann jedoch beispielsweise auch 2:1 betragen. 1 shows a preferred embodiment of a metallic particle M, which is contained in a test fluid and which is preferably cylindrical. A length L and a diameter d of the metallic particles M are formed such that the ratio between the length L and the diameter d exceeds a predetermined threshold. In a preferred embodiment, the ratio between the length L and the diameter d is greater than 1.4. However, the ratio can also be 2: 1, for example.

Die metallischen Partikel M können beispielsweise auch quaderförmig ausgebildet sein. Die metallischen Partikel M können jedoch beispielsweise auch tropfenförmig oder ellipsoidförmig ausgebildet sein oder eine andere Form aufweisen, die als länglich bezeichnet werden kann. Unter der Bezeichnung länglich wird eine Geometrie verstanden, deren Verhältnis zwischen der Länge L und dem Durchmesser d größer ist als 1,4.The metallic particles M may, for example, also be formed cuboid. However, the metallic particles M may also be formed, for example, drop-shaped or ellipsoidal or have another shape, which may be referred to as elongated. The term elongated is understood to mean a geometry whose ratio between the length L and the diameter d is greater than 1.4.

Das Prüffluid mit den metallischen Partikeln M wird einem Einspritzventil zur Prüfung des Einspritzventils zugeführt.The test fluid with the metallic particles M is supplied to an injection valve for testing the injection valve.

Das Einspritzventil kann beispielsweise ausgebildet sein zum Zumessen von Kraftstoff in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine. Das Einspritzventil kann beispielsweise einen Fluidfilter umfassen. Das Zuführen des Prüffluids zu dem Einspritzventil bildet einen Betrieb des Einspritzventils mittels durch Partikel kontaminiertes Fluid, beispielsweise Kraftstoff, nach. Dies ermöglicht ein reproduzierbares Prüfen des Einspritzventils auf seine Robustheit unter realitätsnahen Bedingungen. Von dem Fluidfilter kann beispielsweise zuverlässig ein Rückhaltewert, der so genannte β-Wert, ermittelt werden.The injection valve may be formed, for example, for metering fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. The injection valve may for example comprise a fluid filter. Supplying the test fluid to the injector simulates operation of the injector by means of particulate-contaminated fluid, such as fuel. This allows a reproducible testing of the injector for its robustness under realistic conditions. By way of example, a retention value, the so-called β value, can be reliably determined by the fluid filter.

Die längliche Ausgestaltung der metallischen Partikel M ist deshalb von großem Vorteil, weil sich empirisch gezeigt hat, dass Rückstände in Fluidleitungen, die mit Einspritzventilen und Fluidfiltern gekoppelt sind, auf diese Art und Weise ausgebildet sein können. Diese Rückstände können beispielsweise fertigungsbedingt sein. Sie lassen sich durch Fluidströmungen leicht mitspülen und können beim Eintritt in die Einspritzventile und die Fluidfilter einen schädigenden Einfluss haben.The elongate configuration of the metallic particles M is of great advantage because it has been shown empirically that residues in fluid lines which are coupled to injection valves and fluid filters can be formed in this way. These residues may be due to production, for example. They are easily flushed by fluid flows and can have a damaging effect on entry into the injectors and fluid filters.

2 zeigt eine Auflistung von mehreren bevorzugten geometrischen Ausführungsformen der metallischen Partikel M. Angegeben sind jeweils die Länge L und der Durchmesser d. Die Maße sind in Mikrometer angegeben. Die metallischen Partikel M weisen demnach eine Länge L von bis zu 300 μm auf. Die Länge L der metallischen Partikel M kann beispielsweise auch 500 μm betragen (3). Bevorzugt ist die Länge L der metallischen Partikel M jedoch kleiner als 1000 μm. 2 shows a listing of several preferred geometric embodiments of the metallic particles M. The length L and the diameter d are respectively given. The dimensions are given in microns. The metallic particles M accordingly have a length L of up to 300 μm. The length L of the metallic particles M may for example also be 500 μm ( three ). However, the length L of the metallic particles M is preferably less than 1000 μm.

3 listet sieben bevorzugte Klassen der metallischen Partikel M, deren Länge L jeweils in einem vorgegebenen Bereich vorgegeben ist. Die Dichte der metallischen Partikel M in dem Prüffluid beträgt bevorzugt bis zu 5000 metallische Partikel M pro ml des Prüffluids. Bei einer Dichte von 5000 der metallischen Partikel M pro Milliliter Prüffluid weist die Länge L der metallischen Partikel M jeweils eine bevorzugte Länge L von 1 bis 15 μm auf. Die Länge L der metallischen Partikel M kann jedoch jeweils auch anders ausgebildet sein. Bei einer Dichte von unter 50 metallischen Partikeln M pro Milliliter Prüffluid ist die Länge L der metallischen Partikel M bevorzugt größer als 500 μm. Die Länge L kann jedoch beispielsweise auch die anderen in 3 gelisteten Maße aufweisen. three lists seven preferred classes of metallic particles M whose length L is given in each case in a predetermined range. The density of the metallic particles M in the test fluid is preferably up to 5000 metallic particles M per ml of the test fluid. At a density of 5000 of the metallic particles M per milliliter of test fluid, the length L of the metallic particles M in each case has a preferred length L of 1 to 15 μm. However, the length L of the metallic particles M can each be designed differently. At a density of less than 50 metallic particles M per milliliter of test fluid, the length L of the metallic particles M is preferably greater than 500 μm. The length L can, however, for example, the other in three have listed dimensions.

Die metallischen Partikel M können beispielsweise aus Aluminium ausgebildet sein. Es ist jedoch beispielsweise auch möglich, dass die metallischen Partikel M aus einem anderen Metall ausgebildet sind. Beispielsweise können die metallischen Partikel M aus Chrom, aus Chrom-Nickel-Molybdänverbindungen (CrNiMo), Chrom-Molybdän-Vanadium-Verbindungen (CrMoV) oder beispielsweise 100Cr6 ausgebildet sein. Es sind jedoch beispielsweise auch andere Metalle möglich. Durch die Wahl eines geeigneten Metalls kann beispielsweise die Härte der metallischen Partikel M vorgegeben werden.The metallic particles M may be formed of aluminum, for example. However, it is also possible for example that the metallic particles M are formed from a different metal. For example, the metallic particles M may be formed of chromium, chromium-nickel-molybdenum compounds (CrNiMo), chromium-molybdenum-vanadium compounds (CrMoV) or, for example, 100Cr6. However, for example, other metals are possible. By choosing a suitable metal, for example, the hardness of the metallic particles M can be specified.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der fluide Anteil des Prüffluids nach der Spezifikation 4113 der Internationalen Organisation für Normung, kurz ISO, ausgebildet. Demnach weist der Fluidanteil des Prüffluids eine Viskosität zwischen 2,45 und 2,75 mm2/s auf. Der Fluidanteil kann jedoch beispielsweise auch eine Viskosität aufweisen, die größer ist als 4,5 mm2/s, ermittelt nach DIN 51561 Teil 1 bei 100°C.In a preferred embodiment, the fluid portion of the test fluid is designed according to Specification 4113 of the International Organization for Standardization, ISO for short. Accordingly, the fluid content of the test fluid has a viscosity between 2.45 and 2.75 mm 2 / s. However, the fluid content may, for example, also have a viscosity which is greater than 4.5 mm 2 / s, determined according to DIN 51561 Part 1 at 100 ° C.

Claims (6)

Prüffluid mit metallischen Partikeln (M), die – ein jeweils vorgegebenes Verhältnis aufweisen zwischen ihrer Länge (L) und ihrem Durchmesser (d), – deren Länge (L) kleiner ist als 1000 Mikrometer und – die länglich ausgestaltet sind.Test fluid with metallic particles (M), which - have a predetermined ratio between their length (L) and their diameter (d), - whose length (L) is less than 1000 microns and - which are elongated. Prüffluid nach Anspruch 1, bei dem das vorgegebene Verhältnis zwischen der Länge (L) und dem Durchmesser (d) der metallischen Partikel größer ist als 1,4.Test fluid according to claim 1, wherein the predetermined ratio between the length (L) and the diameter (d) of the metallic particles is greater than 1.4. Prüffluid nach einem der vorstehenden Ansprüche, das eine vorgegebene Dichte der metallischen Partikel (M) aufweist.Test fluid according to one of the preceding claims, which has a predetermined density of the metallic particles (M). Prüffluid nach Anspruch 3, wobei die Dichte des Prüffluids bis zu 5000 der metallischen Partikel (M) pro Milliliter aufweist.Test fluid according to claim 3, wherein the density of the test fluid up to 5000 of the metallic particles (M) per milliliter. Prüffluid nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die metallischen Partikel (M) quaderförmig oder zylinderförmig ausgebildet sind.Test fluid according to one of the preceding claims, in which the metallic particles (M) are cuboidal or cylindrical. Verfahren, bei dem einem Einspritzventil ein Prüffluid gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zugeführt wird.Method in which a test fluid according to one of the preceding claims is supplied to an injection valve.
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