DE19518072A1 - Verfahren zur Erfassung der Hubbewegung eines in einem Gehäuse verschiebbaren Körpers, insbesondere eines Ventilgliedes eines Einspritzventils - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Erfassung der Hub­ bewegung eines in einem Gehäuse verschiebbaren Körpers nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus.

Derartige Verfahren sind zum Beispiel notwendig, um den ge­ nauen Hubverlauf eines Ventilgliedes eines, insbesondere in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingesetzten Einspritzventils in Abhängigkeit von dessen Einspritzdruck während der gesamten Einspritzdauer sicher erfassen zu kön­ nen. Dabei kommt dem durch Einspritzdruck und Ventilgliedhub geprägten Verlauf der Kraftstoffeinspritzung bei modernen Brennkraftmaschinen eine hohe Bedeutung zu, da sich durch diesen der Verbrennungsablauf im Brennraum insbesondere hin­ sichtlich der Schadstoffemission und dem Kraftstoffverbrauch erheblich beeinflussen läßt.

So können durch eine Unterteilung der Kraftstoffeinspritzung in eine Voreinspritzmenge und eine Haupteinspritmenge die durch den Zündverzug an selbstzündenden Brennkraftmaschinen verursachten Verbrennungsdruckspitzen vermieden werden. Für eine derartige Unterteilung des Einspritzverlaufes wird die Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes des Einspritzventils in zwei Phasen geteilt, wobei in einer Voreinspritzphase zunächst nur ein kleines Einspritzvolumen durch das bewegliche Ventilglied und in einer sich daran anschließenden Haupteinspritzphase das gesamte Einspritzvolumen freigegeben wird. Für eine derartige Formung der Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes des Einspritzventils ist es z. B. aus dem DE- Gbm. 92 059 759 bekannt, zwei in Schließrichtung auf das Ven­ tilglied wirkende Ventilfedern am Einspritzventil vorzusehen, von denen eine erste Ventilfeder ständig auf das Ventilglied wirkt und eine zweite Ventilfeder erst nach Durchlaufen eines Vorhubes des Ventilgliedes in Öffnungsrichtung an diesem an­ greift. Dabei bewirkt der am Ventilglied in Öffnungsrichtung angreifende Einspritzdruck zunächst eine Öffnungshubbewegung (Vorhub) des Ventilgliedes entgegen der Rückstellkraft der ersten Ventilfeder, durch die der die Voreinspritzmenge be­ stimmende Einspritzquerschnitt aufgesteuert wird. Nach Durch­ laufen des Vorhubs gelangt das Ventilglied zur Anlage an die zweite Ventilfeder, wobei der Druckanstieg des zum Einspritz­ ventil geförderten Kraftstoffes nun nicht mehr ausreicht die Kraft beider Ventilfedern zu überwinden, so daß das Ventilglied kurzzeitig in seiner Hublage verharrt. Mit dem weiteren Druckanstieg des Kraftstoffes wird dann auch die zweite Ventilfeder überdrückt, wobei diese Öffnungshubbewe­ gung des Ventilgliedes entgegen der Kraft beider Ventilfedern nunmehr den vollständigen Öffnungsquerschnitt am Einspritz­ ventil aufsteuert, so daß die Haupteinspritzmenge über die Einspritzöffnung in den Brennraum der Brennkraftmaschine ge­ langt.

Dabei ist es für eine optimale Anpassung des Einspritzventils an die Erfordernisse der jeweiligen Brennkraftmaschine not­ wendig, den Zeitraum der Voreinspritzung und somit die Vor­ einspritzmenge bzw. den vom Einspritzdruck am Einspritzventil direkt abhängigen Beginn der Haupteinspritzung genau einstellen zu können.

Zur Ermittlung des Zeitpunktes des Beginns der Haupteinsprit­ zung in Abhängigkeit vom Druckanstieg in der zum Einspritz­ ventil führenden Einspritzleitung ist es zum Beispiel aus der DE-OS 41 08 416 bekannt, einen sogenannten Nadelbewegungsfüh­ ler in das Einspritzventil einzusetzen, der den Verlauf der Hubbewegung des Ventilgliedes direkt mechanisch oder elektromagnetisch detektiert und über ein Anzeigegerät auf­ zeichnet. Gleichzeitig wird der Druck in der Einspritzleitung über einen Drucksensor ermittelt, dessen Meßwerte ebenfalls über der Zeit aufgetragen werden, so daß dem Beginn der zwei­ ten Hubphase (Haupteinspritzung), der sich als ein an den Voreinspritzhub anschließendes Plateau im Öffnungshubverlauf darstellt, ein Einspritzdruckwert zugeordnet werden kann. Auf diese Weise läßt sich der Zeitpunkt des Beginns (entsprechendes gilt beim Schließen des Ventils) der Haupteinspritzung bei vorgegebenem Einspritzdruckwert über die Veränderung der Vorspannung der Ventilfedern und dem Ein­ stellen des Vorhubweges des Ventilgliedes an die jeweiligen Erfordernisse anpassen.

Dabei weist das bekannte Meßverfahren jedoch den Nachteil auf, daß der Nadelbewegungsfühler in das Einspritzventil ein­ gesetzt werden muß und als aufwendiges Bauteil dort nicht verbleiben kann, sondern auch wieder ausgebaut werden muß, was einen hohen Montageaufwand zur Folge hat, so daß dieses Meßverfahren insbesondere für eine Kontrolle der Serienferti­ gung nicht geeignet ist.

Ein weiteres bekanntes Verfahren, bei dem der Zeitpunkt des Beginns des zweiten Öffnungshubs des Ventilglieds nur aus dem Verlauf des Drucks in der Einspritzleitung (Änderung der Druckanstiegsgeschwindigkeit) ermittelt wird, ist insbeson­ dere bei mit hohen Drücken arbeitenden Einspritzventilen in­ folge der sehr kurzen Zeiten und der dynamischen Effekte nicht genau genug.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung der Hubbewegung eines in einem Gehäuse verschiebbaren Körpers mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, das besonders vorteilhaft zum Erfassen der Ventilgliedhubbewegung eines Einspritzventils verwendet werden kann, aber auch für ähnliche Meßvorgänge an in Gehäuse beweglichen Teilen anwendbar ist, hat demgegenüber den Vorteil, daß die Messung des Hubverlaufes des Körpers, insbesondere des Ventilgliedes über eine externe Meßanordnung vorgenommen werden kann, so daß das Einspritzventil nicht verändert werden muß und die Messung unabhängig von der Bauart des Einspritzventilgliedes (Düsentyp) in einfacher standardisierbarer Form durchzuführen ist. Dabei läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren in vor­ teilhafter Weise sowohl für Applikationszwecke als auch für eine Kontrolle der Serienfertigung einsetzen, da Einspritzdü­ sen einen standardisierten äußeren Aufbau aufweisen, so daß auch verschiedene Düsentypen ohne einen Umbau an der Aufnahmeeinrichtung der Meßeinrichtung geprüft werden können. Die Erfassung der Hubbewegung des Körpers bzw. des Ventil­ gliedhubs des Einspritzventils erfolgt dazu erfindungsgemäß mittels einer das Gehäuse des Einspritzventils durchdringen­ der Röntgenstrahlung, wobei ein Strahlungsempfänger die Ände­ rung der Strahlungsintensität erfaßt und an ein elektroni­ sches Anzeigegerät weiterleitet, in dem die Intensitätsände­ rung der Röntgenstrahlung über der Zeit angezeigt wird, die sich einer bestimmten Hublage des Ventilgliedes zuordnen läßt. Durch die zeitgleiche Erfassung des Druckverlaufes in der Einspritzleitung des Einspritzventils läßt sich dabei in einfacher Weise jedem Punkt des Druckverlaufes ein genauer Ventilgliedhubwert zuordnen. Dabei läßt sich dieses Meßverfahren, bei dem ein anschließender Vergleich mit einer abgespeicherten Sollwertkurve erfolgen kann, sehr einfach au­ tomatisieren, was sich sowohl auf die Meßzeit als auch auf die Meßgenauigkeit vorteilhaft auswirkt.

Das Einspritzventil wird zur Erfassung der Ventilgliedhubbe­ wegung rechtwinklig zur Achse des Ventilgliedes in einem Be­ reich durchstrahlt, in dem dessen Hubbewegung eine Änderung der austretenden Strahlungsintensität bewirkt. Diese Voraussetzung ist vorzugsweise in Bereichen gegeben, in denen das Ventilglied eine möglichst große Querschnittsveränderung aufweist, vorzugsweise die konische Querschnittsverringerung am einspritzseitigen Ende des Ventilgliedes. Es sind jedoch auch andere Alternativen möglich, wie zum Beispiel verschie­ dene Materialien am bewegten Körper, deren Ein- bzw. Austritt in den Röntgenstrahl die aus dem Gehäuse aus tretende Strahlungsintensität verändern oder in den Röntgenstrahl im Verlauf der Hubbewegung eintretende Endflächen- oder Schultern am Ventilglied.

Für eine sichere Erfassung der Änderung der Strahlungsinten­ sität durch den Detektor, z. B. einen Fotomultiplier oder Pho­ tonenzähler, werden die aus der Strahlungsquelle austretenden Röntgenstrahlen zudem durch eine Schlitzblende, vorzugsweise einen Bleikollimator, auf einen engen begrenzten Strahl aus­ gerichtet.

Um ein Austreten von Röntgenstrahlung aus der Meßeinrichtung während des Meßvorganges sicher vermeiden zu können, ist die Einrichtung in einer Kammer angeordnet, deren Wände aus einem strahlungsdichten Material gebildet sind und die über eine Tür (ähnlich Mikrowellenherd) zugänglich ist oder die Strahlungsmeßstrecke wird nach außen abgeschottet und ist so­ mit unzugänglich.

Um eine Beeinflussung der Meßergebnisse durch hydraulische Eigenschaften des Einspritzventils bzw. Schwingungen zu ver­ meiden und um die Intensitätsänderung der Röntgenstrahlung sicher, reproduzierbar und präzise erfassen zu können, ist die Einrichtung so aufgebaut, daß der das Ventilglied beauschlagende Druck so aufgebaut wird, daß die Öffnungshub­ bewegung des Ventilgliedes gegenüber den Verhältnissen wäh­ rend der Einspritzung an der Brennkraftmaschine stark verzögert ist. Dies wird im Ausführungsbeispiel durch ein ge­ schlossenes hydraulisches System erreicht, wozu das Einspritzventil mit seiner Einspritzöffnung in einen geschlossenen Raum geringen Volumens ragt, der während des Einspritzvorganges durch das Einspritzventil rasch befüllt wird, so daß sich am Ventilglied aufgrund des großen Gegendruckes gegenüber dem Betrieb an der Brennkraftmaschine ein nahezu quasistatischer Zustand einstellt. Da für die Hub­ bewegung des Ventilgliedes in Abhängigkeit vom am Ventilglied anliegenden Einspritzdruck nur der am Ventilglied in Öffnungsrichtung angreifende Druck und die Rückstellkraft der Ventilfedern maßgeblich sind, könnten die Einspritzöffnungen des Einspritzventils theoretisch auch verschlossen sein. Im Ausführungsbeispiel wird Kraftstoff als Druckmittel ver­ wendet, wobei die Druckanstiegsrate dabei von etwa 800000 bar/s an der Brennkraftmaschine auf etwa 100 bar/s an der Meßvorrichtung gesenkt wird. Alternativ zum geschlossenen hy­ draulischen System ist auch ein offenes System mit sehr gro­ ßen Durchsätzen möglich, was jedoch den Nachteil einer rela­ tiv großen Hochdruckpumpe hat.

Der geschlossene Raum am Einspritzventil ist dabei in vorteilhafter Weise als geschlossene Druckkammer ausgebildet, deren Kammerwände aus einem strahlungsdurchlässigen Werkstoff, vorzugsweise Aluminium bestehen.

Die Erfassung des Einspritzdrucks erfolgt in bekannter Weise durch einen Drucksensor, der dabei als Dehnmeßstreifen oder Piezzogeber ausgebildet sein kann und dessen Meßwerte analog zu den mittels vorzugsweise eines Oszilloskops aufgezeichne­ ten Meßergebnissen der Röntgenstrahleinrichtung über der Zeit aufgetragen werden, so daß dem Öffnungs- und Schließhubver­ lauf des Ventilgliedes wie oben beschrieben ein Druckwert zu­ geordnet werden kann.

Das erfindungsgemäße Meßverfahren ist dabei besonders vorteilhaft für die Vermessung von Einspritzventilen von Brennkraftmaschinen mit einem gestuften Ventilgliedhubverlauf für eine Vor- und Haupteinspritzung (sogenannten 2-Feder-Dü­ senhalterkombinationen), ist aber auch zur Vermessung für je­ de andere Art von in einem Gehäuse beweglichen Körpern insbe­ sondere Einspritzventilen mit einem axial verschiebbaren Ven­ tilglied geeignet.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln des Einspritz­ drucks an einem Einspritzventil in Abhängigkeit vom Ventilgliedhub ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen die Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Meßvor­ richtung in einer Schemadarstellung und die Fig. 2 bis 4 die rage des Röntgenstrahls an zwei Einspritzdüsentypen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens zum Erfassen der Ventilgliedhubbewegung eines Einspritzventils, vorzugs­ weise in Abhängigkeit vom Einspritzdruck, weist ein als Druckpumpe ausgebildetes Hydraulikaggregat 1 auf, das Kraftstoff aus einem Vorratstank 3 über eine Druckleitung 7 zu einem hydraulischen Druckverstärker 5 fördert. Das Hydraulikaggregat 1 fördert dabei im Ausführungsbeispiel mit einem Druck zwischen 4 bis 150 bar, wobei der Druckverlauf über ein einstellbares Ventil 9 veränderbar ist. Dieses vor­ zugsweise in die Druckleitung 7 eingesetzte Ventil 9 ist da­ bei als Proportionalventil ausgebildet, dessen Durchfluß durch einen Funktionsgenerator 11 gesteuert wird, wobei vor­ zugsweise eine Druckanstiegsrate von etwa 100 bar/s eingestellt wird. Im hydraulischen Druckverstärker 5 wird der Kraftstofförderdruck im Verhältnis 1 : 5 verstärkt, wobei hoch­ druckseitig eine Einspritzleitung 13 vom Druckverstärker 5 abführt, die an ein zu prüfendes Einspritzventil 15 mündet. An eine von der Einspritzleitung 13 abführende Bypassleitung 19 ist weiterhin ein sogenannter Handprüfstand 17, vorzugs­ weise eine manuell betätigbare Kolbenpumpe, angeschlossen über den die Füllung und Rücksetzung des Druckverstärkers 5 erfolgt.

Das zu vermessende Einspritzventil 15 ist in eine nicht näher dargestellte Aufnahmeeinrichtung 21 eingesetzt, wobei das einspritzseitige Ende des Einspritzventils dichtend in eine Druckkammer 23 ragt, deren Volumen gegenüber der über die Einspritzleitung 13 zum Einspritzventil 15 geförderten För­ derrate relativ gering ist und die während des Meßvorganges rasch vom Einspritzventil befüllt wird. Die Aufnahmeeinrich­ tung 21 und die Druckkammer 23 sind dabei aus einem für Rönt­ genstrahlung durchlässigen Werkstoff, vorzugsweise Aluminium gefertigt. An den Außenwänden der Aufnahmeeinrichtung 21 bzw. der Druckkammer 23 sind im wesentlichen senkrecht zur Achse des Einspritzventils 15 einander gegenüberliegend eine Strah­ lungsquelle 25 und ein Empfangsteil 29 für Röntgenstrahlung angeordnet. Die Strahlungsquelle 25 ist dabei als Röntgen­ röhre ausgebildet, der austrittseitig eine Schlitzblende 27, vorzugsweise ein Bleikollimator vorgeschaltet ist, über den die austretende Röntgenstrahlung auf einen engen begrenzten Strahl ausgerichtet wird. Das der Röntgenröhre 25 vorzugs­ weise achsparallel gegenüberliegende Empfangsteil 29 (Detektor) ist als Fotomultiplayer oder Photonenzähler ausge­ bildet, dessen Meßsignal an ein elektronisches Auswertegerät 31 übertragen wird, das die Änderung der Strahlungsintensität über der Zeit aufträgt und anzeigt. Dieses Auswertegerät 31 wird vorzugsweise aus einem Transientenrekorder oder einem Oszilloskop gebildet, an das ein die Meßwerte verarbeitender Rechner angeschlossen ist. Zur sicheren Vermeidung einer Strahlabgabe der Meßeinrichtung nach außen sind Einspritzven­ til 15, Aufnahmeeinrichtung 21, Druckkammer 23 und das Rönt­ genstrahlungs- und Empfangsteil 25, 29 in einer Strahlungs­ kammer 33 angeordnet, deren Wände aus strahlungsabsorbieren­ dem bzw. -reflektierendem Material bestehen und die über eine nicht dargestellte Tür zugänglich ist.

Zur Ermittlung des Einspritzdruckverlaufes in der Einspritz­ leitung 13 ist zudem in bekannter Weise ein Drucksensor 35 in diese eingesetzt, der als DMS- oder Piezzo-Geber ausgebildet sein kann und dessen Meßwerte ebenfalls dem elektronischen Anzeigegerät 31 zugeleitet werden, in dem sie über der Zeit registriert und gespeichert werden.

Für eine genaue Darstellung des Durchtritts der Röntgenstrah­ lung durch das Einspritzventil 15 sind zwei Ausführungsbei­ spiele von Einspritzventilen 15 in den Fig. 2 bis 4 darge­ stellt. Dabei zeigt die Fig. 2 ein als Zapfendüse ausgebil­ detes Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem in einer Bohrung 37 eines Ventilgehäuses 39 axial ver­ schiebbaren Ventilglied 41, das sich an seinem unteren, brennraumseitigen Ende konisch unter Bildung einer Druck­ schulter 43 in einen Zapfen 45 verjüngt, der in eine Einspritzöffnung 47 ragt. Am Zapfen 45 ist dabei eine konische Ventildichtfläche 49 vorgesehen, mit der das Ventilglied 41 zum Zweck des Aufsteuerns der Einspritzöffnung 47 mit einer konischen Ventilsitzfläche 51 am Ventilkörper 39 zusammenwirkt. Die Bohrung 37 vergrößert sich dabei im Be­ reich der Druckschulter 43 zu einem Druckraum 53 in den ein mit der Einspritzleitung 13 verbundener Hochdruckkanal 55 mündet. Die Schließkraft wird dabei analog zum DE-Gbm. 92 059 759 mittels zweier nicht näher dargestellter Ventilfedern auf das Ventilglied 41 aufgebracht, von denen eine erste Ventilfeder das Ventilglied 41 ständig beaufschlagt und eine zweite Ventilfeder erst nach Durchlaufen eines bestimmten Öffnungshubweges des Ventilgliedes 41 zumindest mittelbar an dieses zu Anlage gelangt.

Dabei durchdringt der Röntgenstrahl das Einspritzventil 15 im Bereich der Druckschulter 43 senkrecht zur Achse des Ventilgliedes 41, da die Meßempfindlichkeit der Meßeinrich­ tung in dem Bereich am größten ist, wo sich die Materialdicke des Ventilgliedes 41 über dessen Hub am stärksten ändert. Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungs­ beispiel des Einspritzventils 15 ist als Lochdüse ausgebil­ det, die sich zur in der Fig. 2 dargestellten Zapfendüse im wesentlichen nur in der Art der Einspritzöffnung 47 unterscheidet. Die das Ventilglied 41 führende Bohrung 37 ist dabei als Sackloch ausgebildet, von deren brennraumseitig ge­ schlossenen Ende eine Einspritzbohrung 47 abführt. Das brenn­ raumseitige Ende der Bohrung 37 ist dabei konisch ausgebil­ det, wobei die konischen Flanken als Ventilsitzfläche 51 die­ nen, mit denen eine konische Ventildichtfläche 49 am brennraumseitigen Ende des Ventilgliedes 41 zusammenwirkt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel erfolgt der Röntgenstrahl­ durchtritt im Bereich der größten Änderung der Materialdicke des Ventilgliedes 41, der sich in Höhe der konischen Ventildichtfläche 49 befindet. Auch diese Ausführungsform des Einspritzventils 15 wird analog zur Fig. 2 von zwei Ventilfedern in Schließrichtung beaufschlagt, wobei zur be­ kannten Funktionsweise derartiger Einspritzventile mit einer Vor- und Haupteinspritzung auf das DE-Gbm. 92 059 759 verwiesen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet in folgender Weise. Das Hydraulikaggregat 1 fördert ein Druckmittel, vorzugsweise Kraftstoff, über die Druckleitung 7 zum Druckverstärker 5, der seinerseits das in seinem Druckraum befindliche Medium, vorzugsweise Kraftstoff mit hohem Druck (bis 700 bar) über die Einspritzleitung 13 zum Einspritzventil 15 fördert, wo der am Ventilglied 41 angreifende Kraftstoffdruck in bekannter Weise eine Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes 41 entgegen der Rückstellkraft der Ventilfedern bewirkt. Dabei füllt der an der Einspritzöffnung 47 aus dem Einspritzventil 15 austretende Kraftstoff sehr rasch den Druckraum 23, so daß sich im geschlossenen hydraulischen System ein quasistati­ scher Zustand einstellt, der die Öffnungshubbewegung des Ven­ tilgliedes 41 erheblich verzögert, wobei der Druckaufbau im hydraulischen System über das einstellbare Ventil 9 beeinflußbar ist.

Der aus der Röntgenröhre 25 aus tretende Röntgenstrahl wird an der Schlitzblende 27 kollimiert und durchleuchtet dann das Einspritzventil im in den Fig. 2 und 4 gezeigten Bereichen. Durch den Ventilgliedhub erfolgt dabei eine Inten­ sitätsänderung des durchgelassenen Röntgenstrahls, die dem Ventilgliedhub proportional ist und die durch das Empfangs­ teil 29 detektiert und an das Auswertegerät 31 weitergeleitet wird, wo dieses Signal über der Zeit aufgetragen wird. Zu­ gleich wird über den Drucksensor 35 der Einspritzdruck in der Einspritzleitung 13 erfaßt und ebenfalls als Signal an das Auswertegerät 31 weitergeleitet.

Der Druckaufbau in der Einspritzleitung 13 erfolgt dabei ent­ lang einer linearen Druckrampe, wobei dieser stetige Druckanstieg einen sehr gleichmäßigen Ventilgliedhub mit ei­ nem ausgeprägten Vorhubplateau zwischen der Vorhubbewegung entgegen der Kraft der ersten Ventilfeder und der Resthubbe­ wegung entgegen der Kraft beider Ventilfedern zur Folge hat, so daß sich der Zeitpunkt des Beginns der Resthubbewegung, der dem Beginn der Haupteinspritzung entspricht sehr präzise ermitteln läßt. Über die zeitgleiche Ermittlung des Einspritzdruckes in der Einspritzleitung 13 läßt sich nun der Einspritzdruck am Beginn der Haupteinspritzung genau zuordnen.

Bei der Verwendung der beschriebenen Meßvorrichtung zur Kon­ trolle der richtigen Einstellung der Ventilfedern (die maß­ geblich für den richtigen Öffnungshubverlauf des Ventilglie­ des ist) in der Serienfertigung von Einspritzventilen, werden die ermittelten Meßkurven des Einspritzdruckes und Hubverlau­ fes mit einer Sollwertkurve verglichen, so daß fehlerhafte Einspritzventile rasch erkannt werden.

Es ist somit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe der Röntgenabsorption in konstruktiv einfacher Weise möglich an einer Vielzahl von Einspritzventilen den zeitlichen Ver­ lauf der Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes einem Einspritzdruck zuzuordnen, so daß sich der Einspritzdruck zu bestimmten Hublagen des Ventilgliedes genau ermitteln läßt. Dabei ist das Verfahren insbesondere zur Verwendung in der Serienfertigung geeignet, da es sich leicht automatisieren läßt.

Claims (14)

1. Verfahren zur Erfassung der Hubbewegung eines in einem Ge­ häuse verschiebbaren Körpers mittels eines Meßgerätes, da­ durch gekennzeichnet, daß das Meßgerät außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und die Hubbewegung des Körpers mittels einer das Gehäuse durchdringenden Röntgenstrahlung erfaßt wird, wo­ bei der Strahldurchtritt an einer Stelle des beweglichen Kör­ pers vorgesehen wird, an der dessen Hubbewegung eine Änderung der austretenden Strahlungsintensität bewirkt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlungsquelle zum Ab­ strahlen der Röntgenstrahlung und ein Empfänger zum Erfassen der das Gehäuse durchdringenden Röntgenstrahlung vorgesehen sind, wobei der Empfänger mit einer Einrichtung zur stetigen Erfassung der Strahlungsintensität über der Zeit verbunden ist.

3. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Ermitteln des Verlaufs der Hubbewegung eines Ventilgliedes (41) eines Einspritzventils (15) in Abhängigkeit vom Einspritzdruck, wo­ bei die Hubbewegung des Ventilgliedes (41) des Einspritzven­ tils (15) mittels Röntgenstrahlung erfaßt wird, und mit einem zweiten Meßgerät, das den die Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes (41) bewirkenden Druck in einer Druckmittelzu­ führungsleitung (13) zwischen einer Hochdruckquelle (1, 5) und dem Einspritzventil (15) kontinuierlich erfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der das Ventilglied (41) des Einspritzventils (15) beaufschlagen­ de Druck gleichmäßig und gegenüber einem beim bestimmungsge­ mäßen Gebrauch des Einspritzventils in einer Brennkraftma­ schine auftretenden Einspritzdruckverlauf verzögert aufgebaut wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteigerung am Einspritzventil (15) während des Meßvorganges vorzugsweise mit 100 bar/s erfolgt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den An­ sprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungs­ quelle (25) als Röntgenröhre ausgebildet ist, an deren Strahlaustritt eine, die Röntgenstrahlung auf einen engen be­ grenzten Strahl ausrichtende Schlitzblende (27) vorgesehen ist und das das Empfangsteil (29) zur Aufnahme der das Ein­ spritzventil durchdringenden Röntgenstrahlung an ein elektronisches Gerät (31) zum Erfassen und zur Anzeige der Strahlungsintensität angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (15) im Bereich einer konischen Querschnittsverringerung am Ventilglied (41) rechtwinklig zur Ventilgliedachse durchstrahlt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Strahlmeßstrecke zwischen dem Austritt aus der Strahlungsquelle (25, 27) und dem Empfangsteil (29) in einer Strahlungskammer (33) angeordnet ist, deren Kammerwände aus einem strahlungsdichten Werkstoff bestehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Einspritzdruck erfassende Meßgerät durch einen in die Einspritzleitung (13) eingesetzten Drucksensor (35) gebildet ist, dessen Meßwerte von einem elektronischen Gerät (31) er­ faßt und in Abhängigkeit von der Zeit angezeigt werden.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Hochdruckpumpe (5) ausgebildete Druckquelle und das Einspritzventil (15) ein geschlossenes hydraulisches System bilden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (15) mit seiner Einspritzöffnung (47) dichtend in eine geschlossene Druckkammer (23) mit geringem Volumen ragt, deren Kammerwände aus einem für Röntgenstrah­ lung durchlässigen Werkstoff, vorzugsweise Aluminium gefertigt sind.

12. Einspritzventil zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (15) ein in einer Bohrung (37) eines Gehäuses (39) axial ver­ schiebbares Ventilglied (41) aufweist, das an seinem einen Ende wenigstens eine konische Querschnittsverringerung und eine Ventildichtfläche (49) aufweist, mit der es mit einer Ventilsitzfläche (51) am Gehäuse (39) zusammenwirkt und mit wenigstens einer Einspritzöffnung (47) im Gehäuse (39) deren hydraulische Verbindung zur Einspritzleitung (13) durch die Dichtfläche (49) des Ventilgliedes (41) verschließbar ist.

13. Einspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Einspritzventil (15) zwei das Ventilglied (41) in Schließrichtung beauschlagende Ventilfedern vorgesehen sind, von denen eine erste Ventilfeder das Ventilglied (41) ständig beaufschlagt und eine zweite Ventilfeder erst nach Durchlau­ fen eines bestimmten Öffnungshubweges des Ventilglieds (41) an diesem zumindest mittelbar zur Anlage gelangt.

14. Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 13 zum Erfassen einer gestuften Hubbewegung des Ventilgliedes des Einspritzventils in Abhängigkeit vom in Öffnungsrichtung auf das Ventilglied wirkenden Druck.