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Die
Erfindung geht von einem System zur Ermittlung einer Kraftstoffaustrittsmenge
einer Einspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff
des Patentanspruches 1 näher
definierten Art aus.
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Insbesondere
zur Prüfung
und Diagnose von Einspritzeinrichtungen, wie Einspritzventilen,
kann die Ermittlung einer Austrittsmenge, beispielsweise einer mittels
der Einspritzeinrichtung bereitgestellten Einspritzmenge, von Bedeutung
sein, da hieraus auf etwaige Fehlfunktionen der Einspritzeinrichtung
geschlossen werden kann.
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Bei
einem bekannten System der einleitend genannten Art erfolgt die
Ermittlung der Einspritzmenge einer als Ein spritzventil, beispielsweise
als Common-Rail-Injektor ausgebildeten Einspritzeinrichtung gegendruckbehaftet
nach dem sogenannten Kolbenverdrängerprinzip.
Bei diesem Verfahren wird der Injektor in eine Adaptionseinrichtung
montiert, so dass eine mittels des Injektors geregelte Kraftstoffmenge
einem von einem Kolben begrenzten und mit Flüssigkeit angefüllten Kolbenraum
zugeführt
werden kann. In Abhängigkeit
von der in den Kolbenraum eingebrachten Kraftstoffmenge erfährt der
Kolben einen Versatz. Aus dem Versatz des Kolbens und dessen Durchmesser
kann dann auf die mittels des Einspritzventils in den Kolbenraum
eingebrachte Kraftstoffmenge geschlossen werden. Aus dem Kolbenraum
wirkt auf den Injektor ein variabel einstellbarer Gegendruck von
bis zu 100 bar. Dadurch soll eine Simulation von Bedingungen erreicht
werden, die bei Einbau des Injektors in einen Motorblock herrschen und
dort insbesondere durch eine Kompression von Verbrennungsluft bedingt
sind. Das Messergebnis ist abhängig
vom Betrag des eingestellten Gegendrucks. Nach Beendigung der Messung
wird die in den Kolbenraum eingebrachte Kraftstoffmenge durch Öffnen eines
Ventils entleert. Anschließend
wird das Ventil geschlossen. Wenn sichergestellt ist, dass der in
dem Kolbenraum herrschende Gegendruck wider dem gewünschten
Sollwert entspricht, kann eine weitere Messung erfolgen.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße System
zur Ermittlung einer Kraftstoffaustrittsmenge einer Einspritzeinrichtung
einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1, bei welchem System die Messeinrichtung über die Adaptionseinrichtung
derart mit der Einspritzeinrichtung in Verbindung steht, dass eine
gegendruckfreie Zufuhr des Kraftstoffs in die Adaptionseinrichtung
erfolgt, hat den Vorteil, dass das mittels des Systems durchführbare Messverfahren
unabhängig
ist von externen Druckerzeugern oder Druckspeichern. Auch ist im
Vergleich zu einem Messsystem, das nach einem Gegendruckprinzip
arbeitet, ein geringerer konstruktiver Aufwand für die Adaption der Einspritzeinrichtung
an die Messeinrichtung erforderlich, da keine Abdichtung des Systems
gegen einen Gegendruck erfolgen muss. Zur Abdichtung des erfindungsgemäßen Systems
sind in der Regel elastische Dichtelemente ausreichend. Auch weist
das System nach der Erfindung eine hohe Robustheit bzw. geringe Störanfälligkeit
auf, so dass es auch unter rauen Umgebungsbedingungen, beispielsweise
im Werkstattbereich, eingesetzt werden kann.
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Durch
das mittels des Systems nach der Erfindung durchführbare,
gegendruckfrei arbeitende Messverfahren ist eine gute Vergleichbarkeit
und eine gute Übertragbarkeit
von zu verschiedenen Zeitpunkten oder für verschiedene Einspritzeinrichtungen
ermittelten Messergebnissen möglich.
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Wenn
die Einspritzeinrichtung beispielsweise ein Common-Rail-Injektor einer
Diesel-Brennkraftmaschine ist, der einen eine Einspritzseite darstellenden
Hochdruckbereich und einen eine Rücklaufseite darstellenden Niederdruckbereich
aufweist, ist mittels des Systems nach der Erfindung sowohl eine
Ermittlung der Einspritzmenge als auch eine Ermittlung der Rücklaufmenge
möglich.
Es ist nur erforderlich, die Adaptionseinrichtung entweder zur Verbindung mit
der Einspritzseite oder zur Verbindung mit der Rücklaufseite auszulegen.
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Grundsätzlich eignet
sich das erfindungsgemäße System
zur Messung der Kraftstoffaustrittsmenge jeglicher Einspritzeinrichtungen.
Beispielsweise kann die Einspritzeinrichtung ein Einzylinder-Einspritzsystem,
wie ein Common-Rail-Injektor einer Diesel-Brennkraftmaschine, ein
Einspritzventil einer nach dem Otto-Prinzip arbeitenden Brennkraftmaschine,
oder ein sogenanntes Pumpe/Düse-System
zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Diesel-Brennkraftmaschine
sein.
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Die
Messeinrichtung des erfindungsgemäßen Systems ist beispielsweise
ein Durchflussmesser, der gegendruckfrei arbeitet und auf einem
Messprinzip basiert, bei dem ein Messsignal erzeugt wird, das einem
momentanen oder zeitlich gemittelten Durchfluss zugeordnet ist.
Ein derartiger Durchflussmesser kann beispielsweise ein sogenannter
Coriolis-Durchflusszähler, ein
magnetisch-induktiver Durchflusszähler oder auch ein Ultraschall-Durchflusszähler sein.
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Alternativ
kann die Messeinrichtung auch aus einem servogeregelten Verdrängerzähler oder aus
einer nach einem volumetrischen Messprinzip arbeitenden Messvorrichtung
gebildet sein.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
des Systems nach der Erfindung ist die Messeinrichtung integrierter
Bestandteil einer Brennkraftmaschine, beispielweise einer Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeuges, und mit einer Überwachungs einrichtung verbunden.
In diesem Fall, bei der insbesondere die Rücklaufmenge eines Common-Rail-Injektors überwacht
werden kann, kann das erfindungsgemäße System während des Betriebs der Brennkraftmaschine
genutzt werden, so dass bei einer aufgrund einer sich ändernden
Austrittsmenge diagnostizierten Fehlfunktion der Einspritzeinrichtung
einem Benutzer der Brennkraftmaschine diese Fehlfunktion mitgeteilt werden
kann und/oder geeignete Maßnahmen
an einer Steuerung der Brennkraftmaschine ergriffen werden können.
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Bei
der Ermittlung einer Einspritzmenge einer Einspritzeinrichtung ist
die Adaptionseinrichtung vorzugsweise aus einer Kammer gebildet,
die einströmseitig
mit der Einspritzeinrichtung und ausströmseitig gegebenenfalls über eine
Verbindungsleitung mit der Messeinrichtung verbunden ist. Die Kammer
und die Verbindungsleitung sollten stets so dimensioniert sein,
dass die von der Einspritzeinrichtung eingespritzte Menge ohne Drucküberhöhung, die
beispielsweise durch einen Staudruck bedingt ist, zu der Messeinrichtung
geleitet wird.
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Im
Falle der Ermittlung der Rücklaufmenge eines
Common-Rail-Injektors
kann die Adaptionseinrichtung des erfindungsgemäßen Systems aus einem Schlauch-
oder Rohrsystem gebildet sein, das mit einem korrespondierenden
Anschluss des Injektors verbunden ist.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach
der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Zeichnung
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Zwei
Ausführungsbeispiele
eines erfindungsgemäßen Systems
sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
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1 eine
Prinzipskizze eines Systems zur Ermittlung einer Einspritzmenge
eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine;
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2 eine
Prinzipskizze zur Ermittlung einer Rücklaufmenge eines Kraftstoffinjektors
einer Brennkraftmaschine.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein als Common-Rail-Injektor ausgebildetes Einspritzventil 10 dargestellt,
das zur Zufuhr von Kraftstoff über
eine Leitung 11 mit einem hier nicht näher dargestellten Hochdruckspeicher verbunden
ist, mittels dessen unter Hochdruck, beispielsweise unter einem
Druck von bis zu 2,0 kbar stehender Kraftstoff in das Einspritzventil 10 gefördert werden
kann. Der Hochdruckspeicher und das Einspritzventil 10 sind
Bestandteil eines so genannten Common-Reil-Einspritzsystems einer Diesel-Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeuges.
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Zur
Ermittlung der mittels des Injektors 10 bereitstellbaren
Einspritzmenge ist der Injektor 10 mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten
System 12 verbunden, das eine Adaptionseinrichtung 13 und eine
Messeinrichtung 14 umfasst. Die Adaptionseinrichtung 13 umfasst
eine Kammer 15, in die der Injektor 10 so eintaucht,
dass seine Einspritzdüsen 16 innerhalb
der Kammer 15 angeordnet sind. Eine Dichtung zwischen der
Adaptionseinrichtung 13 und der Kammer 15 erfolgt
mittels eines Kunststoffdichtelements.
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Die
Kammer 15 ist über
eine Verbindungsleitung 17 mit der Messeinrichtung 14 verbunden,
die die von dem Injektor abgegebene Kraftstoffmenge ermittelt und
aus einem servogeregelten Verdrängerzähler gebildet
ist, der eine Ablaufleitung 18 aufweist. Die Verbindungsleitung 17 stellt
eine Messleitung für die
Einspritzmenge dar, die mittels des Injektors 10 bereitgestellt
werden kann. Zwischen der Verbindungsleitung 17 und der
Ablaufleitung 18 des Verdrängerzählers 14 herrscht
ein Differenzdruck von 0 bar. Das Einspritzen von Kraftstoff in
die Kammer 15 erfolgt gegendruckfrei.
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Das
in 1 dargestellte System 12 zur Ermittlung
der Einspritzmenge eines Common-Rail-Injektors kann zur einfachen
Durchführung
von Durchflussmessungen von Injektoren eingesetzt werden. Insbesondere
kann das System 12 im Rahmen eines Services bei einer Feld-
oder einer Serieninstandsetzung und gegebenenfalls auch bei einer
Serienfertigung von Common-Rail-Injektoren zum Einsatz kommen.
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In 2 ist
ein System 20 zur On-Board-Überwachung einer Rücklaufmenge
eines Common-Rail-Injektors 10 dargestellt, der in einen Motorblock 21 einer
Diesel-Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges eingebaut ist und
zur Bereitstellung eines unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs mit einer
Hochdruckzufuhrleitung 11 verbunden ist, die zu einem Hochdruckspeicher
führt.
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Das
System 20, das integrierter Bestandteil des Kraftfahrzeuges
ist, umfasst als Adaptionseinrichtung ein Schlauchsystem 22,
das rücklaufseitig an
den Injektor 10 angeschlossen ist und zu einer Messeinrichtung 23 führt, die
aus einem sogenannten Coriolis-Durchflusszähler gebildet ist. Von der Messeinrichtung 23 zweigt
abflussseitig eine Rückflussleitung 24 ab,
die zu einem Kraftstoffvorratsbehälter 25 führt. Zwischen
dem Schlauchsystem 22, das eine Messleitung für die Rücklaufmenge
darstellt, und der von dem Durchflusszähler abzweigenden Rücklaufleitung 24 herrscht
ein Differenzdruck von 0 bar.
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Die
Messeinrichtung 23 ermittelt die Menge an Kraftstoff, die
bei Betätigung
des Common-Rail-Injektors 10 rücklaufseitig austritt und übergibt
diesen Wert einer Überwachungseinrichtung 26, mittels
welcher bei einer Rücklaufmenge,
die nicht dem Sollwert entspricht, dem Benutzer des Kraftfahrzeuges
eine entsprechende Information beispielsweise an einem Display angezeigt
werden kann, so dass dieser geeigneter Maßnahmen ergreifen kann. Das
Display ist beispielsweise Bestandteil eines Multifunktionsinstruments
des Kraftfahrzeuges.
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Alternativ
oder zusätzlich
ist es auch denkbar, dass die Überwachungseinrichtung 26 die
mittels der Messeinrichtung 23 ermittelte Rücklaufmenge
des Injektors 10 an eine Steuerung der Brennkraftmaschine übergibt,
so dass bei vom Soll wert abweichenden Rücklaufmengen in automatischer
Weise geeignete Maßnahmen
ergriffen werden können.