DE19851285C5

DE19851285C5 - Test device for a fuel injection valve

Info

Publication number: DE19851285C5
Application number: DE19851285A
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr. Schmutzler; Stefan Lehmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2018-11-07
Also published as: FR2785644A1; ITMI992307A1; DE19851285C1; IT1314006B1; FR2785644B1; ITMI992307A0

Abstract

Prüfvorrichtung für einen Injektor (1) einer Kraftstoff-Einspritzanlage, der einen piezoelektrischen Aktor (24) und ein vom Aktor betätigtes Servoventil (23) aufweist, wobei der Injektor (1) einen durch den Aktor (24) und das Servoventil (23) bestimmten Leerhub aufweist, mit
einer an den Injektor (1) anschließbaren Druckerzeugereinrichtung (30) zum Einstellen eines vorgegebenen Druckes im Injektor (1),
einen an den Injektor (1) anschließbaren Drucksensor (32) zum Messen eines im Injektor (1) herrschenden Druckes,
einer an den Injektor (1) anschließbaren Betätigungseinrichtung (33), zum Versorgen des Aktors (24) mit einem vorgegebenen Ansteuersignal, durch das einem durch den Aktor (24) ausgelösten Stellvorgang des Servoventils (23) ein vorgegebener zeitlicher Verlauf aufgeprägt wird, und
einer mit dem Drucksensor (32) und der Betätigungseinrichtung (33) verbundenen Auswerteeinrichtung (36) zum Prüfen des Leerhubes durch zeitliches Korrelieren des vom Drucksensor (32) gemessenen Druckverlaufs im Injektor (1) mit dem Ansteuersignal.Test device for an injector (1) of a fuel injection system comprising a piezoelectric actuator (24) and a servovalve actuated by the actuator (23), wherein the injector (1) one through the actuator (24) and the servo valve (23) determined Leerhub has, with
a pressure generating device (30) connectable to the injector (1) for setting a predetermined pressure in the injector (1),
a pressure sensor (32) which can be connected to the injector (1) for measuring a pressure prevailing in the injector (1),
an actuating device (33) which can be connected to the injector (1), for supplying the actuator (24) with a predefined control signal, by which a predefined time characteristic is impressed on an actuating process of the servo valve (23) triggered by the actuator (24), and
an evaluation device (36) connected to the pressure sensor (32) and the actuating device (33) for checking the idle stroke by temporally correlating the pressure profile measured by the pressure sensor (32) in the injector (1) with the control signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für einen Injektor, der einen Aktor und eine Ventileinrichtung aufweist und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Prüfvorrichtung.The The invention relates to a testing device for one Injector having an actuator and a valve device and a method of operating such a test device.

Zur Kraftstoffversorgung von Verbrennungsmotoren werden zunehmend Speichereinspritzsysteme eingesetzt, bei denen mit sehr hohen Einspritzdrücken gearbeitet wird. Bei diesen Speichereinspritzsystemen wird Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher gefördert, von dem aus der Kraftstoff über Injektoren in die Brennkammern des Verbrennungsmotors eingespritzt wird.to Fuel supply of internal combustion engines are increasingly storage injection systems used in which working with very high injection pressures. In these Storage injection systems become fuel by means of a high-pressure pump promoted in a high-pressure accumulator, from from the fuel over Injectors injected into the combustion chambers of the internal combustion engine becomes.

Aus DE 195 19 192 C1 ist ein Injektor bekannt, der ein Einspritzventil aufweist, das hydraulisch von einem Servoventil geöffnet und geschlossen wird, um den zeitlichen Verlauf des Einspritzvorgangs in die Brennkammer festzulegen. Das Servoventil wird hierbei von einem piezoelektrischen Aktor betätigt.Out DE 195 19 192 C1 For example, an injector is known which has an injection valve which is hydraulically opened and closed by a servo valve in order to determine the time course of the injection process into the combustion chamber. The servo valve is actuated by a piezoelectric actuator.

Um einen optimalen Verbrennungsverlauf zu erzielen, wird ein Injektor mit einer schnellen Schaltgeschwindigkeit und einer kleinen Einspritzmenge betrieben. Hierzu ist es erforderlich, daß der Injektor sehr genau eingestellt ist. Dies gilt insbesondere für den durch den Aktor und das Servoventil festgelegten Leerhub des Injektors. Diese Einstellung des Injektors wird herkömmlicherweise so vorgenommen, daß die genaue Anordnung der einzelnen Komponenten des Injektors, insbesondere deren Abstände zueinander, die den Leerhub bestimmen, rechnerisch aus den Abmessungen dieser Komponenten ermittelt werden. Hierzu muß aber jede Komponente einzeln vermessen werden, was sehr zeitaufwendig ist. Eine solche Funktionsüberprüfung läßt sich deshalb auch kaum im Rahmen einer Serienfertigung durchführen. Weiterhin ist es für ein zuverlässiges Funktionieren des Injektors wichtig festzustellen, wie sich die Einstellung des Injektors über seine Lebensdauer verändert bzw. wie sich Temperaturschwankungen auf die Einstellung des Injektors auswirken. Eine Quantifizierung solcher Veränderungen erfolgt im Stand der Technik bisher dadurch, daß der Injektor nach dem Testlauf wieder ausgebaut, in seine Einzelteile zerlegt und vermessen wird.Around to achieve an optimal combustion process, an injector operated with a fast switching speed and a small injection quantity. For this it is necessary that the Injector is set very accurately. This is especially true for the by the actuator and the servo valve fixed idle stroke of the injector. This adjustment of the injector is conventionally made so that the exact Arrangement of the individual components of the injector, in particular their distances from each other, which determine the idle stroke, calculated from the dimensions of this Components are determined. For this, however, each component must be measured individually which is very time consuming. Such a function check can be therefore hardly perform as part of a series production. Farther is it for a reliable one Functioning of the injector is important to determine how the Adjustment of the injector via its life changed or how temperature fluctuations affect the setting of the injector impact. A quantification of such changes takes place in the state the technique hitherto that the Injector rebuilt after the test run, in its individual parts disassembled and measured.

Aus DE 40 06 298 A1 ist ein Injektor-Diagnosesystem bekannt, bei dem eine Steuereinheit ein Pulssignal zum Steuern eines Injektors erzeugt, wobei ein Stromsensor den beim Ansteuern des Aktors fließenden Strom mißt. Aus der Abweichung des gemessenen Stroms von Referenzstromwerten wird auf ein Betriebszustand des Injektors geschlossen, beispielsweise auf einen im Normalbetrieb arbeitenden Injektor oder einen Defekt im Aktor. Eine Beurteilungsvorrichtung entscheidet, ob die Kraftstoffzufuhr zum Injektor unterbrochen wird.Out DE 40 06 298 A1 an injector diagnostic system is known in which a control unit generates a pulse signal for controlling an injector, wherein a current sensor measures the current flowing in driving the actuator current. From the deviation of the measured current from reference current values, an operating state of the injector is concluded, for example, an injector operating in normal operation or a defect in the actuator. A judging device decides whether the fuel supply to the injector is interrupted.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Prüfvorrichtung für einen Injektor, der einen Aktor und eine von einem Aktor betätigte Ventileinrichtung aufweist, bereitzustellen, die mit minimalem Aufwand eine zuverlässige serientaugliche Funktionsprüfung des Injektors ermöglicht und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.task The present invention is a test device for a Injector comprising an actuator and an actuated by an actuator valve device to provide, with a minimum of effort, a reliable series-compatible functional test allows the injector and a method of operating such a device.

Diese Aufgabe wird durch eine Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. Gemäß der Erfindung wird ein bekannter Verlauf des durch einen Aktor im Injektor ausgelösten Stellvorgangs der Ventileinrichtung im Injektor mit einem gemessenen Druckverlauf im Injektor während der Durchführung eines solchen Stellvorgangs korreliert, um anhand des gemessenen Druckverlaufs die Funktionseigenschaften des Injektors zu bestimmen. Aus dem gemessenen Druckverlauf läßt sich insbesondere der für den Einspritzvorgang wichtige Leerhub im Injektor ermitteln, sowie Undichtigkeiten im Injektor bestimmen. Darüber hinaus läßt sich die Prüfung aufgrund ihres geringen zeitlichen Aufwandes in eine Serienfertigung integrieren.These Task is performed by a tester according to claim 1 and a method according to claim 7 solved. According to the invention becomes a known course of the actuation triggered by an actuator in the injector the valve device in the injector with a measured pressure curve in the injector during the implementation correlated to such a positioning process, based on the measured pressure curve to determine the functional properties of the injector. From the measured Pressure curve can be especially for determine the injection process important idle stroke in the injector, as well as leaks in the injector. About that out can be the exam due to their little time required in a series production integrate.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Prüfdruck im Injektor vorzugsweise durch Einspeisen von Gas erzeugt, da hierdurch eine verbesserte Prüfung auf Undichtigkeiten ermöglicht wird und Verunreinigungen des Injektors durch den Prüfvorgang vermieden werden.According to one preferred embodiment the test pressure preferably generated in the injector by feeding gas, as a result an improved exam allows for leaks will and impurities of the injector through the testing process be avoided.

Weiterhin wird der Stellvorgang der Ventileinrichtung bei der Prüfung des Injektors zeitlich verzögert nach dem Einstellen des Prüfdrucks im Injektor ausgelöst, um zuverlässig Undichtigkeiten im Injektor feststellen zu können.Farther is the adjustment of the valve device in the examination of Injectors delayed in time after setting the test pressure triggered in the injector, to be reliable To detect leaks in the injector.

Vorzugsweise wird darüber hinaus der Aktor zum Auslösen des Stellvorgangs der Ventileinrichtung im Injektor mit einem rampenförmigen Steuersignal angesteuert, wodurch sich der zeitliche Ablauf des Stellvorgangs im Injektor und der gemessene Druckverlauf im Injektor einfach korrelieren lassen.Preferably gets over it In addition, the actuator to trigger the adjusting operation of the valve device in the injector with a ramp-shaped control signal controlled, whereby the timing of the adjustment process in the injector and the measured pressure curve in the injector simply correlate to let.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung, die schematisch eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Prüfvorrichtung für Kraftstoffinjektoren zeigt, näher erläutert.in the The following is the invention with reference to the drawing, which schematically an embodiment of the invention a tester for fuel injectors shows, closer explained.

In der Zeichnung ist eine Prinzipdarstellung eines Injektors 1 gezeigt, dessen Funktion durch die Erfindung geprüft werden soll. Dieser Injektor 1 weist ein im allgemeinen mehrteilig ausgelegtes Injektorgehäuse 11 auf, das in der Zeichnung vereinfacht zweiteilig als Basisteil 12 und Kopfteil 13 dargestellt ist. Dieses Injektorgehäuse 11 ist weiterhin mit einer Führungsbohrung 14 versehen, von deren unteren Ende sich durch das Injektorgehäuse 11 erstreckende Einspritzlöcher 15 ausgehen. In der Führungsbohrung 14 sind weiterhin eine Steuerkammer 26 und eine Druckkammer 16 ausgebildet, die beide über eine Hochdruckzulaufbohrung 17 mit einem einen Stabfilter enthaltenden Kraftstoffzulauf 18 verbunden sind.In the drawing is a schematic diagram an injector 1 shown whose function is to be tested by the invention. This injector 1 has a generally multi-part designed injector housing 11 on, simplified in the drawing in two parts as a base part 12 and headboard 13 is shown. This injector housing 11 is still with a guide hole 14 provided, from the lower end through the injector 11 extending injection holes 15 out. In the guide hole 14 are still a control chamber 26 and a pressure chamber 16 formed, both via a high-pressure inlet bore 17 with a fuel feed containing a rod filter 18 are connected.

Im unteren Abschnitt der Führungsbohrung 14 ist beweglich eine Düsennadel 20 angeordnet, die mit ihrem vorderen Dichtkonus 21 im Ruhezustand auf einen am Ende der Führungsbohrung 14 ausgebildeten Dichtsitz 19 drückt und so die Einspritzlöcher 15 verschließt. Die Düsennadel 20 ist in ihrem oberen, im Bereich der Düsenkammer 16 liegenden Abschnitt mit einer Druckschulter 22 versehen. Weiterhin weist die Düsennadel 20 mit ihrer Rückseite in die Steuerkammer 26, wobei die Düsennadel 20 durch den Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 26 mit einer Schließkraft beaufschlagt wird.In the lower section of the guide hole 14 is a nozzle needle movable 20 arranged with their front sealing cone 21 at rest on one at the end of the guide bore 14 trained seal seat 19 presses and so does the injection holes 15 closes. The nozzle needle 20 is in its upper, in the area of the nozzle chamber 16 lying section with a pressure shoulder 22 Mistake. Furthermore, the nozzle needle 20 with her back in the control chamber 26 , with the nozzle needle 20 by the fuel pressure in the control chamber 26 is acted upon by a closing force.

Der obere Abschnitt der Führungsbohrung 14 ist mit einem Kraftstoffrücklauf 29 verbunden und enthält ein Servoventil 23 mit einem konischen Ventilsitz 28 und daran anschließende, die Führungsbohrung 14 erweitende Ventilkammer, in der eine Ventilkugel 27 und eine Ventilfeder 25 eingebracht sind. Die Ventilfeder 25 liegt auf einem zur Steuerkammer 26 weisenden Anschlag auf und drückt die Ventilkugel 27 im Ruhezustand des Servoventils 23 auf den konischen Ventilsitz 28, wodurch die Verbindung zwischen der Steuerkammer 26 und dem Kraftstoffrücklauf 29 über die Führungsbohrung 14 verschlossen ist. Das Servoventil 23 dient dazu, durch Öffnen und Schließen der Verbindung zwischen der Steuerkammer 26 und dem Kraftstoffrücklauf 29 den auf die Rückseite der Düsennadel 20 in der Steuerkammer 26 wirkenden Kraftstoffdruck einzustellen und damit den Einspritzvorgang zeitlich genau festzulegen. Weiterhin weisen die Kraftstoffzulauf- und ablaufkanäle am Servoventil 23 nicht weiter dargestellte Drosseln auf, von deren Ausbildung der zeitliche Ablauf des Einspritzvorgangs abhängt.The upper section of the guide hole 14 is with a fuel return 29 connected and contains a servo valve 23 with a conical valve seat 28 and subsequently, the pilot hole 14 expanding valve chamber, in which a valve ball 27 and a valve spring 25 are introduced. The valve spring 25 lies on a to the control chamber 26 pointing stop and presses the valve ball 27 in the idle state of the servo valve 23 on the conical valve seat 28 , whereby the connection between the control chamber 26 and the fuel return 29 over the guide hole 14 is closed. The servo valve 23 serves to open and close the connection between the control chamber 26 and the fuel return 29 on the back of the nozzle needle 20 in the control chamber 26 Adjusting effective fuel pressure and thus set the injection timing accurately. Furthermore, the fuel inlet and outlet channels on the servo valve 23 not shown chokes, depends on their formation of the timing of the injection process.

Das Servoventil 23 ist weiter über einen Kolben 39 mit einem Aktor 24 verbunden, der die Schaltzeiten des Servoventils 23 bestimmt. Dieser Aktor 24 kann elektrisch angetrieben werden und nach dem piezoelektrischen, elektromagnetischen oder magnetorestriktiven Prinzip arbeiten. Es ist jedoch im Prinzip auch jede andere mögliche Aktorauslegung geeignet, wenn sie für ausreichend schnelle Schaltzeiten des Servoventils 23 sorgt.The servo valve 23 is still over a piston 39 with an actor 24 connected, the switching times of the servo valve 23 certainly. This actor 24 can be driven electrically and operate on the piezoelectric, electromagnetic or magnetorestrictive principle. However, it is in principle also any other possible Aktorauslegung suitable if they are for sufficiently fast switching times of the servo valve 23 provides.

Der in der Zeichnung dargestellte Injektor 1 funktioniert wie folgt: Über den Kraftstoffzulauf 18 und die Hochdruckzulaufbohrung 17 wird Kraftstoff unter einem sehr hohen Druck in die Druckkammer 16 und die Steuerkammer 26 eingespeist, die in der Führungsbohrung 14 ausgebildet sind. Im geschlossenen Zustand des Servoventils 23, bei dem die Ventilkugel 27 des Servoventils 23 auf dem konischen Ventilsitz 28 aufliegt und die Verbindung zwischen der Steuerkammer 26 und dem Kraftstoffrücklauf 29 unterbrochen ist, übersteigt die vom Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 26 auf die Düsennadelrückseite ausgeübte Schließkraft, die durch den Kraftstoffdruck im Druckraum 26 auf die Druckschulter 22 an der Düsennadel 20 ausgeübte Gegenkraft, so daß die Düsennadel 20 mit ihrem Dichtkonus 21 auf den Dichtsitz 19 am Ende der Führungsbohrung 14 gedrückt wird und die Einspritzlöcher 15 verschließt.The injector shown in the drawing 1 works as follows: About the fuel intake 18 and the high pressure inlet hole 17 Fuel is under a very high pressure in the pressure chamber 16 and the control chamber 26 fed into the guide bore 14 are formed. In the closed state of the servo valve 23 in which the valve ball 27 of the servo valve 23 on the conical valve seat 28 rests and the connection between the control chamber 26 and the fuel return 29 is interrupted, exceeds the fuel pressure in the control chamber 26 on the nozzle needle back exerted closing force, by the fuel pressure in the pressure chamber 26 on the pressure shoulder 22 at the nozzle needle 20 applied counterforce, so that the nozzle needle 20 with its sealing cone 21 on the seal seat 19 at the end of the pilot hole 14 is pressed and the injection holes 15 closes.

Durch Betätigen des Aktors 24 steuert dieser Aktor das Servoventil 23 über den Kolben 39 so an, daß die Ventilkugel 27 des Servoventils 23 vom dem Ventilsitz 28 abhebt und die Verbindung zwischen dem Steuerkammer 26 und dem Kraft stoffrücklauf 29 über die Führungsbohrung 14 freigibt. Es fließt dann Kraftstoff aus dem Steuerkammer 26 ab, wobei der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 26 soweit absinkt, daß die vom Kraftstoff auf die Druckschulter 22 der Düsennadel 20 ausgeübte Kraft im Druckraum 16 die Schließkraft auf die Düsennadelrückseite übersteigt. Die Düsennadel 20 hebt dann mit ihrem Dichtkonus 21 vom Dichtsitz 19 in der Führungsbohrung 14 ab, wodurch Kraftstoff über die Kraftstoffeinspritzlöcher 15 in eine Brennkammer eingespritzt wird.By actuating the actuator 24 This actuator controls the servo valve 23 over the piston 39 so that the valve ball 27 of the servo valve 23 from the valve seat 28 takes off and the connection between the control chamber 26 and the fuel return 29 over the guide hole 14 releases. It then flows fuel from the control chamber 26 from, the fuel pressure in the control chamber 26 as far as that drops from the fuel to the pressure shoulder 22 the nozzle needle 20 applied force in the pressure chamber 16 exceeds the closing force on the nozzle needle back. The nozzle needle 20 then raise with her sealing cone 21 from the seal seat 19 in the guide hole 14 starting, causing fuel over the fuel injection holes 15 is injected into a combustion chamber.

Durch Beenden der Aktorbetätigung wird das Servoventil 23 wieder so angesteuert, daß das Servoventil 23 mit seiner Ventilkugel 27 auf den Ventilsitz 28 zurückkehrt und die Verbindung zwischen der Steuerkammer 26 und dem Kraftstoffrücklauf 29 über die Führungsbohrung 14 unterbrochen wird. Der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 26 steigt dann wieder soweit an, daß die Schließkraft auf die Düsennadelrückseite die auf die Druckschulter 22 an der Düsennadel 20 vom Kraftstoff im Druckraum 16 ausgeübte Gegenkraft übersteigt, so daß die Düsennadel 20 mit ihrem Dichtkonus 21 auf den Dichtsitz 19 an der Führungsbohrung 14 gedrückt wird, wodurch der Einspritzvorgang beendet wird.By stopping the actuator actuation becomes the servo valve 23 again so controlled that the servo valve 23 with his valve ball 27 on the valve seat 28 returns and the connection between the control chamber 26 and the fuel return 29 over the guide hole 14 is interrupted. The fuel pressure in the control chamber 26 then increases again so far that the closing force on the nozzle needle back to the pressure shoulder 22 at the nozzle needle 20 from the fuel in the pressure room 16 exerted counterforce exceeds, so that the nozzle needle 20 with its sealing cone 21 on the seal seat 19 at the guide hole 14 is pressed, whereby the injection process is terminated.

Da der Kraftstoffinjektor sich durch eine hohe Lebensdauer sowie eine hinreichende Stabilität gegen Temperaturveränderungen auszeichnen soll, ist es wichtig, eine zuverlässige Funktionsprüfung des Injektors vorzugsweise im Rahmen einer Serienfertigung durchführen zu können. Insbesondere muß sich dabei die Einstellung des Kraftstoffinjektors in bezug auf den Schaltvorgang und die Einspritzmenge genau überprüfen lassen. Dies gilt vor allem für den durch das Servoventil 23 und den Aktor 24 bestimmten Leerhub des Injektors. Gegebenenfalls sollte dann auch die Möglichkeit bestehen, im Rahmen des Prüfverfahrens die Komponenten des Injektors nachzustellen. Schließlich sollte im Rahmen der Prüfung auch zuverlässig festgestellt werden können, ob der Injektor insgesamt ausreichend dicht ist.Since the fuel injector should be characterized by a long service life and a sufficient stability against temperature changes, it is important to be able to perform a reliable function test of the injector preferably within the scope of a series production. In particular, the setting of the fuel injector with respect to the switching process and the injection quantity must be checked exactly. This is especially true for the servo valve 23 and the actor 24 be Voted idle stroke of the injector. If necessary, it should also be possible to adjust the components of the injector as part of the test procedure. Finally, the test should also be able to reliably determine whether the injector is sufficiently tight overall.

Diese Zielsetzungen wird durch die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung erfüllt. Hierzu wird, wie in der Zeichnung gezeigt ist, der Kraftstoffzulauf 18 des Injektors 1 über eine Druckleitung 31 an einen Druckerzeuger 30 angeschlossenen, der im Ruhezustand bei geschlossener Düsennadel 20 im Injektor einen vorbestimmten Druck einstellt. Der Druckerzeuger 30 speist hierzu in den Injektor 1 vorzugsweise ein Gas ein, da sich Gas gegenüber Flüssigkeit durch eine höhere Viskosität und somit eine verbesserte Prüfung auf Undichtigkeiten auszeichnet. Weiterhin hat die Verwendung von Gas den Vorteil, daß die Einzelteile des Injektors bei einem festgestellten Defekt bzw. einer Undichtigkeit nicht aufwendig vor einer Reparatur gereinigt werden müssen.These objectives are met by the test device according to the invention. For this purpose, as shown in the drawing, the fuel inlet 18 of the injector 1 via a pressure line 31 to a pressure generator 30 connected, in the idle state with closed nozzle needle 20 in the injector sets a predetermined pressure. The pressure generator 30 feeds into the injector 1 Preferably, a gas, since gas is distinguished from liquid by a higher viscosity and thus an improved leak testing. Furthermore, the use of gas has the advantage that the items of the injector with a detected defect or a leak need not be laboriously cleaned before repair.

In der Druckleitung 31 ist nach dem Druckerzeuger 30 weiter ein Drucksensor 32 angeordnet, der den im Injektor 1 herrschenden Druck laufend messen kann. Die Prüfvorrichtung 3 weist darüber hinaus eine Betägigungseinrichtung auf, vorzugsweise einen Signalgenerator 33, der über Ansteuerleitungen 34 mit den Steueranschlüssen des Aktors 24 im Injektor 1 verbunden ist. Der Signalgenerator 33, der Drucksensor 32 und der Druckerzeuger 30 sind über Signalleitungen 35a, 35b, 35c in der Prüfvorrichtung 3 mit einer Auswerteeinheit 36 verbunden. Diese Auswerteeinheit 36 kann weiterhin, wie in der Zeichnung gezeigt, über eine Signalleitung 35d mit einer Nachstelleinheit 4 verbunden sein, die wiederum am Injektorgehäuse 11 angreifen kann, um die Abstände zwischen einzelnen Komponenten des Injektors 1 nachzustellen.In the pressure line 31 is after the pressure generator 30 continue a pressure sensor 32 arranged in the injector 1 can measure the prevailing pressure continuously. The tester 3 moreover has a signing device, preferably a signal generator 33 , which has control cables 34 with the control terminals of the actuator 24 in the injector 1 connected is. The signal generator 33 , the pressure sensor 32 and the pressure generator 30 are via signal lines 35a . 35b . 35c in the tester 3 with an evaluation unit 36 connected. This evaluation unit 36 can continue, as shown in the drawing, via a signal line 35d with an adjustment unit 4 connected to the injector housing 11 can attack the distances between individual components of the injector 1 readjust.

Die in der Zeichnung gezeigte Prüfvorrichtung 3 arbeitet wie folgt: Die Auswerteeinheit 36 steuert über die Signalleitung 35a den Druckerzeuger 30 an, damit dieser Gas in den Injektor 1 einspeist und so im Injektor den vorbestimmten Druckwert, der vorzugsweise im Bereich von 5 bis 100 bar liegt, einstellt. Die Einstellung des Druckwertes wird vom Drucksensor 23 über die Signalleitung 35b an die Auswerteeinheit 36 zurückgemeldet, woraufhin die Auswerteeinheit 36 die Verbindung zwischen dem Druckerzeugers 30 und dem Injektor 1 zum Beispiel über ein im Druckerzeugerausgang integriertes Absperrventil unterbricht.The tester shown in the drawing 3 works as follows: The evaluation unit 36 controls via the signal line 35a the pressure generator 30 to let this gas into the injector 1 feeds and so in the injector the predetermined pressure value, which is preferably in the range of 5 to 100 bar adjusts. The pressure value setting is made by the pressure sensor 23 over the signal line 35b to the evaluation unit 36 returned, whereupon the evaluation unit 36 the connection between the pressure generator 30 and the injector 1 For example, it interrupts via a shut-off valve integrated in the pressure generator outlet.

Gleichzeitig triggert die Auswerteeinheit 36 über die Signalleitung 35c den Signalgenerator 33, damit dieser ein vorgegebenes Ansteuersignal über die Ansteuerleitungen 34 an den Aktor 24 abgibt. Dieses Ansteuersignal bewirkt, daß der Aktor 24 über den Kolben 39 das Servoventil 23 mit einem vorbestimmten zeitlichen Ablauf so betätigt, daß die Ventilkugel 27 des Servoventils 23 vom Ventilsitz 28 abhebt und die Verbindung zwischen der Steuerkammer 26 und dem Kraftstoffrücklauf 29 über die Führungsbohrung 14 freigibt, wodurch Gas aus dem Injektor 1 ausströmt. Dies führt dazu, daß der eingestellte Gasdruck im Injektor 1 absinkt. Während des gesamten Stellvorgangs der Servoventils 23 wird durch den Drucksensor 32 fortlaufend der Druck im Injektor 1 ermittelt und an die Auswerteeinheit 36 weitergegeben.At the same time, the evaluation unit triggers 36 over the signal line 35c the signal generator 33 , So that this a predetermined drive signal via the control lines 34 to the actor 24 emits. This drive signal causes the actuator 24 over the piston 39 the servo valve 23 operated with a predetermined timing so that the valve ball 27 of the servo valve 23 from the valve seat 28 takes off and the connection between the control chamber 26 and the fuel return 29 over the guide hole 14 releases, thereby removing gas from the injector 1 flows. This causes the set gas pressure in the injector 1 decreases. During the entire adjustment process of the servo valve 23 is through the pressure sensor 32 continuously the pressure in the injector 1 determined and to the evaluation unit 36 passed.

Die Auswerteeinheit 36 korreliert die gemessenen Druckwerte mit dem zeitlich vorbestimmten Ablauf des Stellvorgangs und bestimmt aus einem Vergleich des Druckverlaufs im Injektor 1 mit vorgespeicherten Musterverläufen die Funktionseigenschaft des Servoventils 23. Hierbei kann der gemessene Druckverlauf direkt ausgewertet oder aber auch vor einer Auswertung erst mathematisch weiterverarbeitet werden. Es kann zum Beispiel die Ableitung des gemessenen Druckverlaufs bestimmt oder auch bestimmte prozentuale Veränderungen im gemessenen Druckwert in bezug auf den Ausgangsdruckwert ermittelt werden. Die in der Auswerteeinheit 36 vorgespeicherten Vergleichsmuster können neben einem Vergleichsmuster, der einen gewünschten idealen Druckverlauf für den zeitlich vorgegebenen Stellvorgang des Servoventils 23 wiedergibt, auch Fehlermusterverläufe enthalten, anhand derer sich dann genau feststellen läßt, wo ein Funktionsfehler aufgetreten ist. Die Auswerteeinheit 36 kann dann auch eine automatische Fehlerdiagnose ausführen und gegebenenfalls über die Signalleitung 35d die mit dem Injektor 1 verbundene Nachstelleinrichtung 4 ansteuern, die den ermittelten Fehler dann beseitigen kann. Wenn zum Beispiel anhand des ermittelten Druckverlaufs festgestellt wird, daß der vom Aktor 24 und dem Servoventil 23 bestimmt Leerhub falsch eingestellt ist, kann die Nachstel leinrichtung 4 durch Verändern des Abstandes zwischen dem Aktor 24 und dem Servoventil 23 diesen Leerhub auf den gewünschten Wert einstellen.The evaluation unit 36 the measured pressure values are correlated with the timed sequence of the setting process and determined from a comparison of the pressure curve in the injector 1 with prestored pattern courses the functional characteristic of the servo valve 23 , In this case, the measured pressure profile can be evaluated directly or else processed mathematically before an evaluation. For example, it is possible to determine the derivation of the measured pressure profile or to determine certain percentage changes in the measured pressure value with respect to the output pressure value. The in the evaluation unit 36 prestored comparison pattern can, in addition to a comparison pattern, the desired ideal pressure curve for the timed setting operation of the servo valve 23 also includes error pattern traces, which can then be used to determine exactly where a malfunction occurred. The evaluation unit 36 can then also perform an automatic fault diagnosis and possibly via the signal line 35d the one with the injector 1 connected adjusting device 4 control, which can then eliminate the detected error. If, for example, it is determined on the basis of the determined pressure curve that of the actuator 24 and the servo valve 23 determined idle stroke is set incorrectly, the Nachstel leinrichtung 4 by changing the distance between the actuator 24 and the servo valve 23 set this idle stroke to the desired value.

In der Zeichnung ist ein Druckverlauf im Injektor 1 dargestellt, wie er vom Drucksensor 32 für den ebenfalls dargestellten zeitlichen Verlauf des Ansteuersignals des Signalgenerators 33 im Idealfall zu erwarten ist. Das Ansteuersignal des Signalgenerators 33 ist dabei – wie dargestellt – vorzugsweise rampenförmig ausgelegt, wobei erst bei einem vorgebenen Signalpegel das Servoventil 23 öffnet. Dieser Signalverlauf vereinfacht die Korrelation zwischen dem zeitlichen Verlauf des Stellvorgangs und dem gemessenen Druckverlauf. Weiterhin wird der Signalgenerator 33 von der Ansteuereinheit 36 vorzugsweise um 0,5 bis 2 Sekunden nach Abschluß des Druckerzeugungsvorgangs im Injektor 1 durch den Druckerzeuger 30 zeitlich verzögert ausgelöst, um so Dauerleckagen im Injektor, die sich durch einen Druckabfall vor dem eigentlichen Stellvorgang des Servoventils 23 im vom Drucksensor 32 gemessenen Druckverlauf niederschlagen, bestimmen zu können.In the drawing is a pressure curve in the injector 1 as shown by the pressure sensor 32 for the likewise illustrated time profile of the drive signal of the signal generator 33 is to be expected in the ideal case. The drive signal of the signal generator 33 is - as shown - preferably designed ramp-shaped, wherein only at a predetermined signal level, the servo valve 23 opens. This waveform simplifies the correlation between the time course of the setting process and the measured pressure curve. Furthermore, the signal generator 33 from the drive unit 36 preferably 0.5 to 2 seconds after completion of the pressure generating operation in the injector 1 through the pressure generator 30 timed delayed so to speak Permanent leakage in the injector, which is due to a pressure drop before the actual adjustment of the servo valve 23 in from the pressure sensor 32 precipitate measured pressure profile to be able to determine.

Mit dem dargestellten Prüfvorgang wird im wesentlichen nur die Funktion des Servoventils 23 geprüft, da der vom Druckerzeuger 30 im Injektor 1 erzeugte Gasdruckwert von 5 bis 100 bar nicht ausreicht, die Düsennadel 20 gegen den Haltedruck einer nicht dargestellten Düsenfeder, die die Düsennadel 20 gegen den Dichtsitz 19 preßt, zu öffnen. Es ist jedoch prinzipiell möglich, den im Injektor 1 vom Druckerzeuger 30 hervorgerufenen Druck soweit zu erhöhen, daß der gesamte Einspritzvorgang einschließlich Abheben der Düsennadel 20 simuliert und durch Korrelieren mit dem während des Einspritzvorgangs gemessenen Druckverlauf geprüft wird.With the illustrated test process is essentially only the function of the servo valve 23 checked because of the pressure generator 30 in the injector 1 generated gas pressure value of 5 to 100 bar is insufficient, the nozzle needle 20 against the holding pressure of a nozzle spring, not shown, the nozzle needle 20 against the seal seat 19 presses, open. However, it is possible in principle, in the injector 1 from the pressure generator 30 caused pressure to increase so far that the entire injection process including lifting the nozzle needle 20 is simulated and checked by correlating with the pressure curve measured during the injection process.

Weiterhin besteht auch die Möglichkeit mit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung den Injektor 1 ausschließlich auf seinen Dichtheit zu prüfen, indem nach Einstellung des Druckwertes im Injektor 1 durch den Druckerzeuger 30 von der Auswerteeinheit 36 die Verbindung zwischen dem Druckerzeuger 30 und dem Injektor 1 über das im Druckerzeugerausgang integrierte Absperrventil unterbrochen und der Druck im Injektor 1 für eine vorbestimmte Zeitdauer vom Drucksensor 32 gemessen wird. Anhand dieses gemessenen Druckverlauf kann die Auswerteeinheit 36 dann Undichtigkeiten feststellen.Furthermore, there is also the possibility with the test device according to the invention the injector 1 only to check its tightness by adjusting the pressure in the injector 1 through the pressure generator 30 from the evaluation unit 36 the connection between the pressure generator 30 and the injector 1 interrupted via the shut-off valve integrated in the pressure generator output and the pressure in the injector 1 for a predetermined period of time from the pressure sensor 32 is measured. On the basis of this measured pressure curve, the evaluation unit 36 then notice leaks.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Prüfvorrichtung 3 ist der Drucksensor 32 an den Kraftstoffzulauf 18 im Injektor 1 angeschlossen und mißt so den durch den Einspritzvorgang im Injektor hervorgerufenen Druckabfall. Alternativ kann der Drucksensor auch z.B. an einem Kraftstoffrücklauf 29 des Injektors 1 angeschlossen werden, um einen durch den Stellvorgang des Servoventils 23 ausgelösten Druckaufbau in dem Kraftstoffrücklauf 29 festzustellen, so daß die Auswerteeinheit 36 dann aus dem Verlauf des Druckaufbaus anhand vorgegebener Musterverläufe auf die Funktionsfähigkeit des Injektors 1 schließen kann. Der Druckerzeuger 30 kann weiterhin auch ohne Zwischenschaltung einer Druckleitung direkt an den Zulaufanschluß 18 des Injektors 1 angeschlossen werden, um so das vom Druckerzeuger hergestellte Druckvolumen minimal zu halten und einen maximalen Druckabfall im Injektor durch den Stellvorgang hervorzurufen. Die gesamte Prüfvorrichtung 3 kann weiterhin in einem Gehäuse integriert werden, in das dann der Injektor 1 eingesetzt werden kann.In the test apparatus shown in the drawing 3 is the pressure sensor 32 to the fuel inlet 18 in the injector 1 connected and thus measures the caused by the injection process in the injector pressure drop. Alternatively, the pressure sensor, for example, on a fuel return 29 of the injector 1 be connected to one by the actuating action of the servo valve 23 triggered pressure build-up in the fuel return 29 determine so that the evaluation unit 36 then from the course of the pressure buildup on the basis of predetermined pattern progressions on the functioning of the injector 1 can close. The pressure generator 30 can continue without the interposition of a pressure line directly to the inlet port 18 of the injector 1 be connected so as to keep the pressure produced by the pressure generator minimal and cause a maximum pressure drop in the injector by the adjusting process. The entire test device 3 can be further integrated into a housing, in which then the injector 1 can be used.

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zeichnet sich durch eine hohe Serientauglichkeit aus, da nur eine kurze Zeitprüfung notwendig ist, und darüber hinaus eine automatische Auswertung erfolgen kann.The Test device according to the invention records characterized by a high standard performance, since only a short time test necessary is, and above In addition, an automatic evaluation can be done.

Claims

Test device for an injector ( 1 ) of a fuel injection system which has a piezoelectric actuator ( 24 ) and actuated by the actuator servo valve ( 23 ), wherein the injector ( 1 ) one by the actuator ( 24 ) and the servo valve ( 23 ) has a certain idle stroke, with one to the injector ( 1 ) connectable pressure generating device ( 30 ) for setting a predetermined pressure in the injector ( 1 ), one to the injector ( 1 ) connectable pressure sensor ( 32 ) for measuring an injector ( 1 ) prevailing pressure, one to the injector ( 1 ) connectable actuator ( 33 ), for supplying the actuator ( 24 ) with a predetermined drive signal, by the one by the actuator ( 24 ) triggered actuating action of the servo valve ( 23 ) a predetermined time course is impressed, and one with the pressure sensor ( 32 ) and the actuating device ( 33 ) associated evaluation device ( 36 ) for checking the idle stroke by temporal correlation of the pressure sensor ( 32 ) measured pressure curve in the injector ( 1 ) with the drive signal.

Test device according to claim 1, characterized in that the actuating device ( 33 ) the actuator ( 24 ) supplied with a ramp-shaped drive signal.

Test device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the pressure generating device ( 30 ) to a fuel feed ( 18 ) or a fuel return at the injector ( 1 ) is connectable.

Test device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure generating device ( 30 ) for feeding a gas into the injector ( 1 ) is designed and generates a pressure of preferably 5 to 100 bar.

Test device according to one of claims 1 to 4, characterized in that one with the evaluation device ( 36 ) connected adjusting device ( 4 ) is provided which the idle stroke of the servo valve ( 23 ) by adjusting the spatial arrangement of servo valve ( 23 ) and actuator ( 24 ), if the evaluation device ( 36 ) a deviation of the measured pressure curve in the injector ( 1 ) of a predetermined ideal pressure curve.

A method of testing an injector comprising a piezoelectric actuator and a servo-operated servo-valve, the injector ( 1 ) one by the actuator ( 24 ) and the servo valve ( 23 ) has certain idle stroke, with the method steps: setting a pressure in the injector; Triggering a setting operation of the servo valve with a predetermined time profile by the actuator by the actuator is supplied with a predetermined drive signal; Measuring the pressure prevailing in the injector during the setting process; and temporally correlating the pressure curve measured in the injector with the control signal for checking the idle stroke.

Method according to claim 6, characterized in that in the injector is fed with a gas to a pressure of preferably 5 to 100 bar to produce.

Method according to claim 6 or 7, characterized in that the actuator for triggering the adjusting operation the valve with a ramp-shaped drive signal is controlled.

Method according to one the claims 6 to 8, characterized in that the adjusting operation after the Setting the pressure in the injector preferably by 0.5 to 2 seconds delayed is started.

Method according to one the claims 6 to 9, wherein the idle stroke of the servo valve is readjusted when a deviation of the measured pressure curve in the injector of one predetermined ideal pressure profile is detected.