DE19902807C1 - Play setting between actuator and servovalve driven by actuator in fuel injector - Google Patents
Play setting between actuator and servovalve driven by actuator in fuel injectorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines Stellantriebs in einem Kraftstoffinjektor, eine Vor richtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, und einen Kraftstoffinjektor mit einem Stellantrieb.The invention relates to a method for positioning of an actuator in a fuel injector, a pre direction for performing such a method, and a Fuel injector with an actuator.
Bei der Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen werden zunehmend Speichereinspritzsysteme eingesetzt, bei de nen mit sehr hohen Einspritzdrücken und schnellen Schaltge schwindigkeiten gearbeitet wird. Bei diesen Speicherein spritzsystemen wird Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher gefördert, von dem aus der Kraft stoff mit Hilfe von Kraftstoffinjektoren in die Brennkraftma schine eingespritzt wird. Der Kraftstoffinjektor weist im allgemeinen ein Einspritzventil auf, das hydraulisch von ei nem Servoventil geöffnet und geschlossen wird, um den zeitli chen Verlauf des Einspritzvorgangs in die Brennkammer genau festzulegen. Das Servoventil wird dabei von einem elektrisch angesteuerten Aktor betätigt, wobei sich vor allem der Ein satz von piezoelektrischen Aktoren zum Erzielen ausreichend kurzer Schaltzeiten als vorteilhaft erwiesen hat. In einem solchen piezoelektrischen Aktor wird durch Anlegen von Span nung eine Längsdehnung hervorgerufen, die auf das Servoventil übertragen wird, das dann wiederum das Einspritzventil öffnet oder schließt. Damit die im µm-Bereich liegende Längsdehnung des piezoelektrischen Aktors das Servoventil betätigen kann, wird diese Längsdehnung im allgemeinen entweder mechanisch durch einen im Kraftstoff gelagerten Hebelübersetzer oder hy draulisch durch einen Druckraum verstärkt.When supplying fuel to internal combustion engines memory injection systems are increasingly being used in de with very high injection pressures and fast switching gears speed is worked. In this memory injection systems becomes fuel using a high pressure pump conveyed into a high-pressure accumulator, from which the power into the internal combustion engine with the help of fuel injectors machine is injected. The fuel injector points in general an injector on hydraulically from egg a servo valve is opened and closed in order to Chen course of the injection process into the combustion chamber exactly to be determined. The servo valve is powered by an electric actuated actuator is actuated, especially the one set of piezoelectric actuators sufficient to achieve short switching times has proven to be advantageous. In one such piezoelectric actuator is made by applying span elongation caused on the servo valve is transmitted, which in turn opens the injection valve or closes. This means the longitudinal elongation in the µm range the piezoelectric actuator can actuate the servo valve, this elongation is generally either mechanical through a lever translator or hy drastically reinforced by a pressure room.
Um die für einen optimalen Verbrennungsverlauf erforder lichen schnellen Schaltgeschwindigkeiten und kleinen Ein spritzmengen beim Kraftstoffinjektor erzielen zu können, ist es erforderlich, den Kraftstoffinjektor sehr genau einzustel len. Dies gilt insbesondere für den sich zwischen dem piezo elektrischen Aktor und dem Servoventil ergebenden Leerhub im Kraftstoffinjektor. Diese Einstellung des Leerhubs im Kraft stoffinjektor wird so vorgenommen, daß die genaue Anordnung der einzelnen Komponenten des Kraftstoffinjektors, insbeson dere deren Abstände zueinander, rechnerisch aus den Abmessun gen dieser Komponenten ermittelt werden. Hierzu muß derzeit jede Komponente einzeln aufwendig vermessen werden. Nach dem Ausmessen wird der Leerhub dann durch zwischen dem Injektor gehäuse und dem Aktor bzw. dem Servoventil angeordnete Ein stellscheiben eingestellt, die nur eine minimale Toleranz aufweisen dürfen und deshalb sehr aufwendig zu fertigen sind.To be required for an optimal combustion process fast switching speeds and small on to be able to achieve injection quantities with the fuel injector it is necessary to set the fuel injector very precisely len. This is especially true for the one between the piezo electrical actuator and the idle stroke resulting in the servo valve Fuel injector. This setting of the idle stroke in force Fabric injector is made so that the exact arrangement of the individual components of the fuel injector, in particular their distances from each other, calculated from the dimensions against these components. To do this currently each component can be individually measured. After this The idle stroke is then measured by between the injector Housing and arranged the actuator or the servo valve adjusting discs set that have a minimal tolerance may have and are therefore very expensive to manufacture.
Aus DE 197 14 486 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem mechanischen Übersetzer bekannt, über den die Aus lenkung eines Piezoelektrischen Aktors verstärkt über einen Kolben auf eine Düsennadel oder direkt auf eine Düsennadel übertragen wird. Bei Auslenkung der Düsennadel wird ein Dichtsitz freigegeben wird, durch den der Kraftstofffluß über Einspritzlöcher in dem Brennraum einer Brennkraftmaschine ge steuert wird.DE 197 14 486 A1 describes a fuel injection valve known by a mechanical translator through whom the Aus steering of a piezoelectric actuator via one Piston on a nozzle needle or directly on a nozzle needle is transmitted. When the nozzle needle is deflected, a Seal seat is released through which the fuel flow over Injection holes in the combustion chamber of an internal combustion engine is controlled.
Durch die Fertigungstoleranzen der in Übersetzer vorhan denen mechanischen Bauteile entsteht ein Leerhub, der nur aufwendig auf einen vorgegebenen Wert einstellbar ist.Due to the manufacturing tolerances existing in translators The mechanical components have an idle stroke that only is laboriously adjustable to a predetermined value.
Um den eingestellten Leerhub zu überprüfen, ist es er forderlich, den Kraftstoffinjektor komplett zusammenzubauen und unter Betriebsbedingungen zu testen. Falls Funktionsfeh ler festgestellt werden, muß der Kraftstoffinjektor nach den Testlauf wieder vollständig in seine Einzelteile zerlegt und vermessen werden. Dann können die Einstellscheiben eventuell nachgearbeitet bzw. ausgetauscht werden.To check the set idle stroke, it is required to completely assemble the fuel injector and to test under operating conditions. If malfunction ler determined, the fuel injector after the Test run completely disassembled into its individual parts and be measured. Then the shims may reworked or exchanged.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Positionieren eines Stellantriebs in einem Kraftstoffin jektor, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Ver fahrens sowie einen Kraftstoffinjektor bereitzustellen, wo durch mit geringem Aufwand ein zuverlässiges Positionieren des Stellantriebs im Kraftstoffinjektor sowie eine serien taugliche Funktionsüberprüfung des Kraftstoffinjektors ermög licht wird. The object of the present invention is a method for positioning an actuator in a fuel ejector, a device for performing such a ver driving as well as provide a fuel injector where reliable positioning with little effort of the actuator in the fuel injector and a series Suitable function check of the fuel injector enables light becomes.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This task is characterized by the characteristics of the independent Claims resolved. Preferred embodiments are in the dependent claims.
Gemäß der Erfindung wird ein aus einem Aktor und einem Servoventil bestehender Stellantrieb in einem Kraftstoffin jektor, bei dem eine Wirkverbindung durch ein Übertragungs element, z. B. einen Hebelübersetzer oder einen Kolben, zwi schen dem Aktor und dem Servoventil ausgebildet ist, um eine Längsbewegung des Aktors auf das Servoventil zu übertragen, so positioniert, daß ein Aktorgehäuse in ein Injektorgehäuse in Richtung auf das Servoventil gegen eine Haltekraft einer Vorspanneinrichtung vorgeschoben wird, wobei zusätzlich eine Funktionsüberprüfung des Stellvorgangs des Stellantriebs aus geführt wird, um festzustellen, ob die gewünschte Position des Aktors in bezug auf das Servoventil und damit der gefor derte Leerhub zwischen dem Aktor und dem Servoventil einge stellt ist. Diese Auslegung ermöglicht ein schnelles und sehr genaues Einstellen der Stellantriebs, die aufgrund ihres ge ringen zeitlichen Aufwandes in eine Serienfertigung inte griert werden kann. Der Leerhub entspricht dabei der Diffe renz zwischen der Auslenkung des Aktors in dessen Ruhezustand und der Auslenkung des Aktors, bei der das Servoventil sich gerade zu öffnen beginnt.According to the invention, an actuator and a Servo valve existing actuator in a fuel ejector, in which an active connection through a transmission element, e.g. B. a lever translator or a piston, between rule the actuator and the servo valve is formed to a Transfer longitudinal movement of the actuator to the servo valve, positioned so that an actuator housing in an injector housing towards the servo valve against a holding force Preload device is advanced, with an additional Function check of the actuating process of the actuator is carried out to determine whether the desired position of the actuator in relation to the servo valve and thus the gefor idle stroke between the actuator and the servo valve represents is. This interpretation enables a quick and very exact adjustment of the actuator, which due to its ge wrestle time in a series production inte can be grated. The idle stroke corresponds to the difference difference between the deflection of the actuator in its idle state and the deflection of the actuator, in which the servo valve just starts to open.
Gemäß der Erfindung enthält eine Positioniereinheit für den Stellantrieb die Vorspanneinrichtung, die das Aktorgehäu se mit einer axial gegen die Längsbewegung des Aktors wirken den Druckspannung beaufschlagt, und eine Klemmeinrichtung, die das Aktorgehäuse am Injektorgehäuse festhält. Diese Aus legung der Positioniereinheit ermöglicht eine präzise Lagefi xierung des Aktors in bezug auf das Servoventil, nachdem der Aktor in seine korrekte Position gebracht worden ist. Weiter hin ist die Positioniereinheit aufgrund der hohen zulässigen Toleranzen einfach und kostengünstig herzustellen.According to the invention, a positioning unit for the actuator, the pretensioner that the actuator housing act with an axially against the longitudinal movement of the actuator the compressive stress is applied, and a clamping device, that holds the actuator housing to the injector housing. This out Positioning the positioning unit enables a precise position fi Fixation of the actuator in relation to the servo valve after the Actuator has been brought into its correct position. Next the positioning unit is due to the high permissible Easy and inexpensive to manufacture tolerances.
Gemäß der Erfindung wird zum Prüfen der Positionierung des Stellantriebs, insbesondere zur Bestimmung des Leerhubs der Wirkverbindung zwischen dem Aktor und dem Servoventil, ein an den Aktor angelegtes linear ansteigendes Ansteuersi gnal mit einem gleichzeitig gemessenen Druckverlauf zeitlich korreliert, um davon den zwischen dem Aktor und dem Servoven til eingestellten Leerhub zu ermitteln. Gleichzeitig läßt sich dabei auch der Kraftstoffinjektor auf seine Dichtheit prüfen. Dieser Prüfvorgang ist aufgrund seines geringen zeit lichen Aufwandes einfach in eine Serienfertigung des Kraft stoffinjektors integrierbar.According to the invention is used to check the positioning of the actuator, especially for determining the idle stroke the operative connection between the actuator and the servo valve, a linearly increasing control applied to the actuator signal with a pressure curve measured at the same time correlated to the one between the actuator and the servo to determine the idle stroke set. Leaves at the same time the fuel injector also checks for leaks check. This inspection process is due to its short time effort in a series production of the Kraft integrable fabric injector.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung nä her erläutert; es zeigen:In the following the invention is based on the drawing forth explained; show it:
Fig. 1 eine Einstellvorrichtung mit einem Kraftstoffin jektor; und Figure 1 is an adjusting device with a fuel injector. and
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Stellantrieb des Kraftstoffinjektors. Fig. 2 shows a cross section through an actuator of the fuel injector.
In Fig. 1 ist ein Kraftstoffinjektor 1 mit einer aus einer Vorschubvorrichtung 4 und einer Prüfvorrichtung 3 be stehenden Einstellvorrichtung gezeigt. Der Kraftstoffinjektor 1 setzt sich im wesentlichen aus einem Einspritzventil 11 mit einer Einspritzdüse 12, einem in einem Injektorkopf 13 ent haltenen Stellantrieb sowie einem Aktoranschluß 14 zusammen. Im Injektorkopf 13 ist weiterhin ein Hochdruckzulauf 15, über den Kraftstoff unter sehr hohem Druck zugeführt werden kann, sowie ein Leckageablauf 16, über den überschüssiger Kraft stoff aus dem Kraftstoffinjektor 1 in einen Kraftstoffvor ratsbehälter zurückgeführt werden kann, ausgeführt.In Fig. 1, a fuel injector 1 is shown with an adjustment device consisting of a feed device 4 and a test device 3 . The fuel injector 1 is composed essentially of an injection valve 11 with an injection nozzle 12 , an ent in an injector head 13 holding actuator and an actuator connection 14 together. In the injector head 13 , a high-pressure inlet 15 , via which fuel can be supplied under very high pressure, and a leakage outlet 16 , via which excess fuel can be returned from the fuel injector 1 to a fuel tank, are also executed.
Der Stellantrieb 2 im Injektorkopf 13 ist in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt. Der Stellantrieb 2 besteht im we sentlichen aus einem piezoelektrischen Aktor 21 und einem Servoventil 22, die in einer stufig ausgebildeten Innenboh rung 132 im Injektorkopf 13 angeordnet sind. Der piezoelek trische Aktor 21 setzt sich dabei aus mehreren übereinander gestapelten piezoelektrischen Einzelelementen zusammen, die in einem Aktorgehäuse 213 zwischen einer Kopfplatte 211 und einer Bodenplatte 212 mit einer definierten Kraft von vor zugsweise 800 bis 1000 N vorgespannt sind. Der piezoelektri sche Aktor 21 ist weiterhin leitend über aus der Kopfplatte 211 hervorstehende Kontaktstifte mit dem Aktoranschluß 14 verbunden, so daß über den Aktoranschluß 14 Spannung an den piezoelektrischen Aktor 21 angelegt und damit eine Längsdeh nung des piezoelektrischen Aktors hervorgerufen werden kann.The actuator 2 in the injector head 13 is shown in cross section in FIG. 2. The actuator 2 consists essentially of a piezoelectric actuator 21 and a servo valve 22 which are arranged in a stepped inner bore 132 in the injector head 13 . The piezoelectric actuator 21 is composed of several stacked piezoelectric individual elements, which are biased in an actuator housing 213 between a head plate 211 and a base plate 212 with a defined force of preferably 800 to 1000 N. The piezoelectric cal actuator 21 is also conductively connected via projecting from the head plate 211 pins to the actuator terminal 14 , so that voltage is applied to the piezoelectric actuator 21 via the actuator terminal 14 and thus a longitudinal expansion of the piezoelectric actuator can be caused.
Der piezoelektrische Aktor 21 ist am oberen Ende der stufig ausgebildeten Innenbohrung 132 im Injektorkopf 13 fest eingespannt. Hierbei wird das Aktorgehäuse 213 mit seiner Stirnfläche auf ein als ringförmig umlaufende Tellerfeder 51 ausgebildete Vorspanneinrichtung gedrückt, die wiederum auf einer ringförmig umlaufenden Auflagescheibe 52 abgestützt ist. Diese Auflagescheibe 52 sitzt auf einem Absatz in der Innenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 auf. The piezoelectric actuator 21 is firmly clamped at the upper end of the stepped inner bore 132 in the injector head 13 . In this case, the end face of the actuator housing 213 is pressed onto a pretensioning device designed as an annular disk spring 51 , which in turn is supported on an annular disk 52 . This washer 52 is seated on a shoulder in the inner bore 132 of the injector head 13 .
Das Aktorgehäuse 213 wird weiter durch ein inneres Ringspannelement 54 und ein äußeres Ringspannelement 55, die zwischen dem Aktorgehäuse 213 und einem ringförmig umlaufen den Absatz 134 in der Stufenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 angeordnet sind, geklemmt. Das innere Ringspannelement 54 und das äußere Ringspannelement 55 sind beide in bezug auf ihren Querschnitt vorzugsweise keilförmig ausgebildet und aufeinan dergesteckt. Das innere Ringspannelement 54 liegt dabei mit seiner im wesentlichen zylindrischen Innenfläche am Aktorge häuse 213 an und ist mit seiner Basisfläche auf dem Absatz 134 in der Innenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 abgestützt. Das äußere Ringspannelement 55 liegt mit seiner im wesentli chen zylindrischen Außenfläche auf der Umfangswandung des Ab satzes 134 in der Innenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 an, wobei die abgeschrägte Innenfläche des äußeren Ringspannele ments 55 auf der abgeschrägten Außenfläche des inneren Rings pannelements 54 gleitet. Auf eine Basisfläche des äußeren Ringspannelements 55 drückt weiterhin eine um das Aktorgehäu se 213 herum angeordnete Hohlschraube 56 mit ihrer Stirnflä che, wobei die Hohlschraube 56 mit einem Außengewinde in ein in der Innenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 ausgebildetes Innengewinde eingreift. Um das Aktorgehäuse 213 zu verklem men, wird durch Einschrauben der Hohlschraube 56 in die In nenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 das äußere Ringspannele ment 55 so weit auf das innere Ringspannelement 54 aufgescho ben, bis aufgrund der Keilwirkung das Aktorgehäuse 213 über das innere Ringspannelement 54 und das äußere Ringspannele ment 55 mit dem Injektorkopf 13 fest verklemmt ist.The actuator housing 213 is further clamped by an inner ring tensioning element 54 and an outer ring tensioning element 55 , which are arranged between the actuator housing 213 and an annularly extending shoulder 134 in the stepped bore 132 of the injector head 13 . The inner ring tensioning element 54 and the outer ring tensioning element 55 are both preferably wedge-shaped with respect to their cross-section and are plugged onto one another. The inner ring clamping element 54 lies with its substantially cylindrical inner surface on the actuator housing 213 and is supported with its base surface on the shoulder 134 in the inner bore 132 of the injector head 13 . The outer ring clamp element 55 lies with its surfaces in wesentli cylindrical outer surface of the peripheral wall of the ex set 134 in the inner bore 132 of the injector head 13 to, wherein the bevelled inner surface of the outer Ringspannele slides ments 55 on the tapered outer surface of the inner ring pannelements 54th On a base surface of the outer ring clamping element 55 further presses a hollow screw 56 arranged around the actuator housing 213 with its end face, the hollow screw 56 engaging with an external thread in an internal thread formed in the inner bore 132 of the injector head 13 . In order to jam the actuator housing 213 , the outer ring clamping element 55 is pushed onto the inner ring clamping element 54 by screwing the banjo bolt 56 into the inner bore 132 of the injector head 13 until the actuator housing 213 via the inner ring clamping element 54 and the outer Ringpannele element 55 is firmly clamped to the injector head 13 .
Das innere und das äußere Ringspannelement 54, 55 ist in einer weiteren Ausbildungsform an jeweils einer Position ra dial geschlitzt, wodurch sich die Klemmkräfte reduzieren.The inner and the outer ring clamping element 54 , 55 is slotted in a further embodiment at a respective position ra dial, thereby reducing the clamping forces.
Die durch Elektrostriktion erzeugte Längsdehnung des piezoelektrischen Aktors 21 wird von einem als Hebelüberset zer 24 ausgebildeten Übertragungselement auf das Servoventil 22 übertragen und verstärkt, wobei der Hebelübersetzer 24 zwischen einem kreisrunden Aufsatz an der Bodenplatte 212 des piezoelektrischen Aktors 21 und einem Ventilkolben 221 des Servoventils 22 eingespannt und mit einem Schenkel auf einer in der Innenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 unterhalb der Auflagescheibe 52 angeordneten Führungsscheibe 53 abgestützt ist. Bei der Hebelbewegung wird der Hebelübersetzer 24 durch die Auflagescheibe 52 und der Ventilkolben 221 durch die Füh rungsscheibe 53 geführt. Der Ventilkolben 221 liegt weiterhin auf einem Ventilpilz 222 an, der im Ruhezustand von einer Ventilfeder 223 auf einen Ventilsitz 133 in der Innenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 gedrückt wird.The longitudinal expansion of the piezoelectric actuator 21 generated by electrostriction is transmitted and amplified by a transmission element designed as a lever translator 24 to the servo valve 22 , the lever translator 24 being clamped between a circular attachment on the base plate 212 of the piezoelectric actuator 21 and a valve piston 221 of the servo valve 22 and is supported with a limb on a guide disk 53 arranged in the inner bore 132 of the injector head 13 below the support disk 52 . When the lever movement of the lever transmission 24 by the support disc 52 and the valve piston 221 is determined by the Füh approximately disc 53 out. The valve piston 221 also rests on a valve mushroom 222 , which in the idle state is pressed by a valve spring 223 onto a valve seat 133 in the inner bore 132 of the injector head 13 .
Der in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffinjektor 1 mit ei nem Stellantrieb 2, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, arbeitet beim Einsatz in einer Brennkraftmaschine wie folgt: .. The fuel injector shown in Figure 1 1 with egg nem actuator 2, as shown in Figure 2, operates for use in an internal combustion engine as follows:
Über den Hochdruckzulauf 15 wird Kraftstoff unter einem sehr hohen Druck in den Kraftstoffinjektor 1 eingespeist. Im Ruhezustand, d. h. bei nicht angesteuertem piezoelektrischen Aktor 21, wird der Ventilpilz 222 durch die Ventilfeder 223 auf den Ventilsitz 133 gedrückt, so daß die vom Servoventil 22 angesteuerte Einspritzdüse 12 geschlossen ist. Bei Anlegen einer Spannung über den Aktoranschluß 14 an den piezoelektri schen Aktor 21 bewirkt die durch Elektrostriktion hervorgeru fene Längsdehnung des piezoelektrischen Aktors 21, daß dessen Bodenplatte 212 in die Innenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 vorgeschoben wird. Dabei drückt der Aufsatz an der Bodenplat te 212 des piezoelektrischen Aktors 21 gegen den Anliegebe reich des Hebelübersetzers 24, wodurch sich der auf der Füh rungsscheibe 53 abgestützte Hebelübersetzer 24 dreht. Durch die Drehbewegung des Hebelübersetzers 24 wird der am Hebe lübersetzer anliegende Ventilkolben 221 tiefer in die Innen bohrung 132 des Injektorkopfes 13 vorgeschoben, so daß der am Ventilkolben 221 anliegende Ventilpilz 222 gegen die Halte kraft der Ventilfeder 223 von seinem Ventilsitz 133 abgehoben und so die vom Servoventil angesteuerte Einspritzdüse 12 ge öffnet wird.Via the high-pressure inlet 15 , fuel is fed into the fuel injector 1 at a very high pressure. In the idle state, ie when the piezoelectric actuator 21 is not actuated, the valve mushroom 222 is pressed onto the valve seat 133 by the valve spring 223 , so that the injection nozzle 12 actuated by the servo valve 22 is closed. When a voltage is applied via the actuator connection 14 to the piezoelectric actuator 21 , the longitudinal expansion of the piezoelectric actuator 21 , caused by electrostriction, causes the base plate 212 to be pushed into the inner bore 132 of the injector head 13 . The essay on the bottom plate te 212 of the piezoelectric actuator 21 presses against the abutment area of the lever translator 24 , whereby the lever translator 24 supported on the guide disk 53 rotates. By the rotational movement of the lever translator 24 of lübersetzer the lifting fitting valve piston 221 is deeper hole in the inner 132 advances the injector 13 so that the fitting on the valve piston 221 valve head is lifted 222 against the retaining force of the valve spring 223 from its valve seat 133 and so that the Servo valve driven injector 12 opens ge.
Nach Beenden der Spannungszufuhr zieht sich der piezo elektrische Aktor 21 wieder aus der Innenbohrung 132 des In jektorkopfes 13 zurück, wobei der Ventilpilz 222 durch die Ventilfeder 223 auf den Ventilpilz 133 gedrückt und damit die angesteuerte Einspritzdüse 12 geschlossen wird.After the voltage supply has ended, the piezoelectric actuator 21 pulls back out of the inner bore 132 of the injector head 13 , the valve mushroom 222 being pressed onto the valve mushroom 133 by the valve spring 223, and the controlled injection nozzle 12 is thus closed.
Um einen optimalen Verbrennungsverlauf zu erzielen, wird der Kraftstoffinjektor 1 mit einer sehr hohen Schaltgeschwin digkeit, einer kurzen Zykluszeit und einer kleinen Einspritz menge betrieben. Hierbei ist es erforderlich, daß der Kraft stoffinjektor 1 sehr genau eingestellt ist. Dies gilt insbe sondere für den durch den piezoelektrischen Aktor 21, den He belübersetzer 24 und das Servoventil 2 festgelegten Leerhub des Kraftstoffinjektors 1, der idealerweise im Bereich von etwa 2 µm liegt. Um die Einstellung des Leerhubs genau vor nehmen zu können, ist, wie Fig. 1 zeigt, eine aus einer Vor schubvorrichtung 4 und einer Prüfvorrichtung 3 bestehende Einstellvorrichtung vorgesehen.In order to achieve an optimal combustion process, the fuel injector 1 is operated with a very high switching speed, a short cycle time and a small injection quantity. It is necessary that the fuel injector 1 is set very precisely. This applies in particular to the idle stroke of the fuel injector 1 defined by the piezoelectric actuator 21 , the He translator 24 and the servo valve 2 , which is ideally in the range of about 2 microns. In order to be able to take the setting of the idle stroke exactly before, as shown in FIG. 1, an adjustment device consisting of a feed device 4 and a testing device 3 is provided.
Die Prüfvorrichtung 3 weist dabei einen Druckerzeuger 30 auf, der über eine Druckleitung 31 an den Hochdruckzulauf 15 des Kraftstoffinjektors 1 angeschlossen ist. Der Druckerzeu ger 30 dient dazu, im Kraftstoffinjektor 1 einen vorbestimm ten Druck einzustellen. In der Druckleitung 31 ist nach dem Druckerzeuger 30 weiter ein Drucksensor 32 angeordnet, der den im Injektor herrschenden Druck laufend mißt. Die Prüfvor richtung weist darüber hinaus einen Signalgenerator 33 auf, der über eine Ansteuerleitung 34 mit dem Aktoranschluß 14 verbunden ist, um eine Spannung an den piezoelektrischen Ak tor 31 anzulegen. Der Signalgenerator 33, der Drucksensor 32 und der Druckerzeuger 30 sind weiterhin über Signalleitungen 35a, 35b, 35c mit einer Auswerteeinheit 36 verbunden.The test device 3 has a pressure generator 30 which is connected via a pressure line 31 to the high-pressure inlet 15 of the fuel injector 1 . The Druckerzeu ger 30 is used to set a predetermined pressure in the fuel injector 1 . A pressure sensor 32 , which continuously measures the pressure prevailing in the injector, is arranged in the pressure line 31 downstream of the pressure generator 30 . The Prüfvor direction also has a signal generator 33 which is connected via a control line 34 to the actuator terminal 14 to apply a voltage to the piezoelectric actuator 31 . The signal generator 33 , the pressure sensor 32 and the pressure generator 30 are also connected to an evaluation unit 36 via signal lines 35 a, 35 b, 35 c.
Die Auswerteeinheit 36 steht weiterhin über eine Signal leitung 35 mit der Vorschubsteuereinheit 43 in Verbindung. Diese Vorschubsteuereinheit 43 ist mit einem Vorschubkolben 42 versehen, der mit seiner Stirnfläche auf dem Aktoranschluß 14 aufsitzt. Die Vorschubsteuereinheit 43 erzeugt eine Dreh bewegung, die mit Hilfe eines Getriebes vom Vorschubkolben 42 in eine translatorische Bewegung umgesetzt wird. Der Kraft stoffinjektor 1 ist weiterhin an einem Tisch 41 eingespannt, der den Kraftstoffinjektor 1 gegen den vom Vorschubkolben 42 auf dem Aktoranschluß 14 ausgeübten Druck festhält. The evaluation unit 36 is also connected via a signal line 35 to the feed control unit 43 . This feed control unit 43 is provided with a feed piston 42 , which rests with its end face on the actuator connection 14 . The feed control unit 43 generates a rotary movement, which is implemented by means of a gear from the feed piston 42 in a translational movement. The fuel injector 1 is also clamped on a table 41 , which holds the fuel injector 1 against the pressure exerted by the feed piston 42 on the actuator port 14 .
Die in Fig. 1 dargestellte, aus der Prüfvorrichtung 3 und der Vorschubvorrichtung 4 bestehende Einstellvorrichtung arbeitet wie folgt:The setting device shown in FIG. 1, consisting of the test device 3 and the feed device 4 , operates as follows:
Die in Fig. 1 gezeigten Komponenten des Kraftstoffin jektors 1 werden nacheinander zusammengesteckt, wobei die Hohlschraube 56 am Injektorkopf 13 nur bis zu einer vorbe stimmten Tiefe eingeschraubt ist, bei der das Aktorgehäuse 213 noch nicht durch das innere Ringspannelement 54 und das äußere Ringspannelement 55 am Injektorkopf 13 festgeklemmt wird. In diesem Zustand wird der Kraftstoffinjektor 1 dann am Tisch 41 eingespannt und der Vorschubkolben 42 wird in Anlage mit dem Aktoranschluß 14 gebracht. Anschließend wird der Ak toranschluß 14 über die Ansteuerleitung 34 mit dem Signalge nerator 33 verbunden und der Hochdruckzulauf 15 über die Druckleitung 31 an den Druckerzeuger 30 angeschlossen. Als nächstes wird dann eine Prüfung des eingestellten Leerhubs vorgenommen.The components of the fuel injector 1 shown in Fig. 1 are assembled in succession, the hollow screw 56 is screwed to the injector 13 only up to a vorbe voted depth at which the actuator housing 213 not through the inner ring tensioning element 54, the outer ring clamping element and 55 at Injector head 13 is clamped. In this state, the fuel injector 1 is then clamped on the table 41 and the feed piston 42 is brought into contact with the actuator connection 14 . Subsequently, the gate connection 14 is connected via the control line 34 to the signal generator 33 and the high-pressure inlet 15 is connected to the pressure generator 30 via the pressure line 31 . The next step is to check the idle stroke set.
Hierbei steuert dann die Auswerteeinheit 36 über die Si gnalleitung 35a den Druckerzeuger 30 an, damit dieser ein Me dium in den Injektor 1 einspeist und so im Injektor den vor bestimmten Druck einstellt. Als Medium wird vorzugsweise ein Gas eingesetzt, da sich Gas gegenüber Flüssigkeit durch eine geringere Viskosität auszeichnet, die eine genauere Prüfung des Kraftstoffinjektors 1 auf Undichtigkeiten ermöglicht. Weiterhin hat die Verwendung von Gas den Vorteil, daß die Einzelteile des Kraftstoffinjektors 1 bei einem festgestell ten Defekt bzw. einer Undichtigkeit nicht aufwendig vor einer Reparatur gereinigt werden müssen. Alternativ kann aber auch ein Prüföl als Medium verwendet werden.The evaluation unit 36 then controls the pressure generator 30 via the signal line 35 a so that this feeds a medium into the injector 1 and thus sets the predetermined pressure in the injector. A gas is preferably used as the medium, since gas is distinguished from liquid by a lower viscosity, which enables fuel injector 1 to be checked more precisely for leaks. Furthermore, the use of gas has the advantage that the individual parts of the fuel injector 1 do not have to be laboriously cleaned before a repair if there is a defect or a leak. Alternatively, a test oil can also be used as the medium.
Der im Kraftstoffinjektor 1 eingestellte Druckwert liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 100 bar. Der vom Drucker zeuger 30 eingestellte Druck ist je nach Anwendungsfall frei wählbar von sehr kleinen Druckwerten bis zu einem Nenndruck des Kraftstoffinjektors 1. Sobald der gewünschte Druckwert vom Drucksensor 23 über die Signalleitung 35b an die Auswer teeinheit 36 zurückgemeldet wird, unterbricht die Auswerte einheit 36 die Verbindung zwischen dem Druckerzeuger 30 und dem Kraftstoffinjektor 1, zum Beispiel über ein im Drucker zeugerausgang integriertes Absperrventil. Gleichzeitig trig gert die Auswerteeinheit 36 über die Signalleitung 35c den Signalgenerator 33, damit dieser ein vorbestimmtes Spannungs signal über die Ansteuerleitung 34 und den Aktoranschluß 14 an den piezoelektrischen Aktor 21 abgibt. Dieses Spannungs signal bewirkt, daß eine Längsdehnung des piezoelektrischen Aktors 23 hervorgerufen wird. Die Längsdehnung des piezoelek trischen Aktors 21 wird dann mit Hilfe des Hebelübersetzers 24 auf den Ventilkolben 221 übertragen, der den Ventilpilz 222 gegen die Haltekraft der Ventilfeder 223 vom Ventilsitz 133 abhebt, wodurch das Servoventil 22 geöffnet wird und Gas aus dem Kraftstoffinjektor 1 über den Leckageablauf 16 aus strömen kann. Dies führt dazu, daß der eingestellte Gasdruck im Kraftstoffinjektor 1 absinkt. Während des gesamten Ansteu ervorgangs des Stellantriebs 2 wird durch den Drucksensor 32 fortlaufend der Druck im Kraftstoffinjektor 1 ermittelt und an die Auswerteeinheit 36 weitergegeben.The pressure value set in the fuel injector 1 is preferably in the range from 5 to 100 bar. Depending on the application, the pressure set by the printer generator 30 can be freely selected from very small pressure values up to a nominal pressure of the fuel injector 1 . Once the desired pressure value from the pressure sensor 23 b via the signal line 35 teeinheit to the Auswer is reported back 36, interrupts the evaluation unit 36, the connection between the pressure generator 30 and the fuel injector 1, for example a in the printer tools output integrated shut-off valve. At the same time, the evaluation unit 36 trig the signal generator 33 via the signal line 35 c so that it outputs a predetermined voltage signal via the control line 34 and the actuator connection 14 to the piezoelectric actuator 21 . This voltage signal causes a longitudinal expansion of the piezoelectric actuator 23 is caused. The longitudinal expansion of the piezoelectric actuator 21 is then transferred with the aid of the lever translator 24 to the valve piston 221 , which lifts the valve mushroom 222 against the holding force of the valve spring 223 from the valve seat 133 , whereby the servo valve 22 is opened and gas from the fuel injector 1 via the leakage process 16 can flow out. As a result, the gas pressure set in the fuel injector 1 drops. During the entire control process of the actuator 2 , the pressure in the fuel injector 1 is continuously determined by the pressure sensor 32 and passed on to the evaluation unit 36 .
Die Auswerteeinheit 36 korreliert die gemessenen Druck werte mit dem zeitlich vorbestimmten Ablauf des Stellvorgangs und bestimmt aus einem Vergleich des Druckvorlaufes im Kraft stoffinjektor 1 mit vorgespeicherten Musterverläufen die Funktionseigenschaften des Servoventils 22 und insbesondere den Leerhub zwischen dem piezoelektrischen Aktor 21, dem He belübersetzer 24 und dem Ventilkolben 221 des Servoventils 22.The evaluation unit 36 correlates the measured pressure values with the temporally predetermined sequence of the actuating process and determines the functional properties of the servo valve 22 and in particular the idle stroke between the piezoelectric actuator 21 , the lever translator 24 and that from a comparison of the pressure advance in the fuel injector 1 with pre-stored pattern profiles Valve piston 221 of the servo valve 22 .
In Fig. 1 ist der Druckverlauf im Kraftstoffinjektor 1 dargestellt, wie er vom Drucksensor 32 für einen ebenfalls dargestellten zeitlichen Verlauf des Ansteuersignals des Si gnalgenerators 33 gemessen wird. Das Ansteuersignal des Si gnalgenerators 33 ist dabei rampenförmig ausgelegt. Diese Form des Ansteuersignals ermöglicht eine sehr genaue Bestim mung des Leerhubs zwischen dem piezoelektrischen Aktor 21, dem Hebelübersetzer 24 und dem Servoventil 22, da die Auslen kung des piezoelektrischen Aktors 21 direkt proportional zur angelegten Spannung ist. So wird zum Beispiel durch eine Spannung von 4 V eine Längsdehnung des piezoelektrischen Ak tors 21 von 1 µm hervorgerufen. Anhand des vom Drucksensor 32 gemessenen Druckabfalls kann genau festgestellt werden, bei welcher Spannung und damit Ausdehnung der piezoelektrische Aktor 21 den Hebelübersetzer 24 und damit das Servoventil 22 betätigt, d. h. bei welcher Ausdehnung des piezoelektrischen Aktors 21 der vorgegebene Leerhub überbrückt worden ist. Der gemessene Druckverlauf kann dabei direkt ausgewertet oder auch vor der Ausarbeitung erst mathematisch weiterverarbeitet werden. Es kann zum Beispiel die Ableitung des gemessenen Druckverlaufes bestimmt oder auch bestimmte prozentuale Ände rungen im gemessenen Druckwert in bezug auf den Ausgangs druckwert ermittelt werden.In Fig. 1, the pressure curve in the fuel injector 1 is shown as it is measured by the pressure sensor 32 for a time curve of the control signal of the signal generator 33 , also shown. The control signal of the signal generator 33 is designed ramp-like. This form of the control signal enables a very precise determination of the idle stroke between the piezoelectric actuator 21 , the lever translator 24 and the servo valve 22 , since the deflection of the piezoelectric actuator 21 is directly proportional to the applied voltage. For example, a voltage of 4 V causes a longitudinal expansion of the piezoelectric actuator 21 of 1 μm. On the basis of the pressure drop measured by the pressure sensor 32, it can be determined exactly at which voltage and thus the expansion of the piezoelectric actuator 21 actuates the lever translator 24 and thus the servo valve 22 , ie the expansion of the piezoelectric actuator 21 at which the predetermined idle stroke has been bridged. The measured pressure curve can be evaluated directly or can be processed mathematically before it is worked out. For example, the derivation of the measured pressure curve can be determined or certain percentage changes in the measured pressure value in relation to the output pressure value can also be determined.
Wie der Signalverlauf in Fig. 1 zeigt, wird der Signal generator 33 von der Auswerteeinheit 36 vorzugsweise um 0,5 bis 2 sec. nach dem Abschluß des Druckerzeugungsvorgangs im Kraftstoffinjektor 1 durch den Druckerzeuger 30 zeitlich ver zögert ausgelöst, um so Dauerleckagen im Injektor, die sich durch einen Druckabfall vor dem eigentlichen Stellvorgang des Stellantriebs 2 im vom Drucksensor 32 gemessenen Druckverlauf niederschlagen, bestimmen zu können.As the signal curve in FIG. 1 shows, the signal generator 33 is triggered by the evaluation unit 36 preferably with a time delay of 0.5 to 2 seconds after the completion of the pressure generation process in the fuel injector 1 by the pressure generator 30 , so as to cause permanent leakage in the injector, which can be determined by a pressure drop before the actual actuation process of the actuator 2 in the pressure curve measured by the pressure sensor 32 .
Wenn die Auswerteeinheit 36 anhand des ermittelten Druckverlaufes feststellt, daß der zwischen piezoelektrischem Aktor 21 und Servoventil 22 eingestellte Leerhub dem ge wünschten Wert entspricht, wird die Hohlschraube 56 so weit angezogen, bis das Aktorgehäuse 213 durch das innere Rings pannelement 54 und das äußere Ringspannelement 55 fest mit dem Injektorkopf 13 verklemmt ist. Das Anziehen der Hohl schraube 56 kann dabei automatisch durch die Auswerteeinheit 36 ausgelöst werden oder auch manuell erfolgen.If the evaluation unit 36 determines on the basis of the determined pressure curve that the idle stroke set between the piezoelectric actuator 21 and the servo valve 22 corresponds to the desired value, the banjo bolt 56 is tightened until the actuator housing 213 through the inner ring clamping element 54 and the outer ring clamping element 55 is firmly clamped to the injector head 13 . The tightening of the hollow screw 56 can be triggered automatically by the evaluation unit 36 or can also be done manually.
Wenn die Auswerteeinheit 36 feststellt, daß der Leerhub den gewünschten Wert noch überschreitet, wird diese Über schreitung von der Auswerteeinheit 36 an die Vorschubsteuer einheit 43 gemeldet. Die Vorschubsteuereinheit 43 bewegt dann den Vorschubkolben 42 um eine Strecke nach vorne, die der Differenz des gemessenen Leerhubes zum gewünschten Leerhub entspricht. Da der piezoelektrische Aktor 21 frei beweglich in der Innenbohrung 132 des am Tisch 41 festgehaltenen Injek torkopfes 13 angeordnet ist, wird der Aktoranschluß 14 und der darunter angeordnete piezoelektrische Aktor 2 entspre chend dem Vorschubweg des Vorschubkolbens 42 tiefer in die Innenbohrung 132 des Injektorkopfes 13 gegen die Haltekraft der Tellerfeder 51, die zwischen der Auflagescheibe 52 und dem Aktorgehäuse 213 angeordnet ist, eingeschoben, bis der festgestellte Leerhubüberstand ausgeglichen ist. Die Verwen dung der Tellerfeder 51 ermöglicht eine hochpräzise Auslegung des Verschiebweges des piezoelektrischen Aktors 21 und ge währleistet darüber hinaus ein ausreichendes Spiel beim Ein stellen des Leerhubes. Die Tellerfeder 51 zeigt dabei vor zugsweise eine Haltekraft von 300 bis 1000 N. Die Vorschub vorrichtung 4 nutzt zum Vortrieb vorzugsweise eine Umwandlung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, da hierdurch eine hohe geometrische und kinematische Genauigkeit bei der Bewegung des Vorschubkolbens 42 erreicht wird. Es können z. B. Gewindespindel-Mutter-Trieb, Ritzel-Zahnstangen-Trieb oder Schnecken-Zahnstangen-Trieb eingesetzt werden.If the evaluation unit 36 determines that the idle stroke still exceeds the desired value, this excess is reported by the evaluation unit 36 to the feed control unit 43 . The feed control unit 43 then moves the feed piston 42 forward by a distance which corresponds to the difference between the measured idle stroke and the desired idle stroke. Since the piezoelectric actuator 21 is freely movable in the inner bore 132 of the injector head 13 held on the table 41 , the actuator connection 14 and the piezoelectric actuator 2 arranged underneath accordingly the feed path of the feed piston 42 deeper into the inner bore 132 of the injector head 13 against the Holding force of the plate spring 51 , which is arranged between the support plate 52 and the actuator housing 213 , inserted until the identified idle stroke protrusion is balanced. The use of the plate spring 51 enables a high-precision design of the displacement of the piezoelectric actuator 21 and also ensures a sufficient play when setting the idle stroke. The plate spring 51 preferably shows a holding force of 300 to 1000 N. The feed device 4 preferably uses a conversion of a rotary movement into a linear movement for propulsion, since this results in a high geometric and kinematic accuracy in the movement of the feed piston 42 . It can e.g. B. threaded spindle-nut drive, pinion-rack drive or worm-rack drive.
Nach Durchführung der Leerhubeinstellung mit Hilfe der Vorschubvorrichtung 4 wird dann vorzugsweise nochmals ein Prüfvorgang mit der Prüfvorrichtung 3 ausgeführt, um festzu stellen, ob durch die vorgenommene Verschiebung des piezo elektrischen Aktors 21 der geforderte Leerhub eingestellt ist. Falls dies nicht erfolgt ist, kann dann nochmals mit Hilfe der Vorschubvorrichtung 4 nachgestellt werden. Eine durch elastische Verformung des Kraftstoffinjektors nach Be enden der Leerhubeinstellung und nach Entfernen der Vorschu beinrichtung 4 hervorgerufene Leerhubveränderung kann durch Einstellen eines entsprechend angepaßten Leerhubs während der Leerhubeinstellung kompensiert werden.After carrying out the idle stroke adjustment with the aid of the feed device 4 , a test operation with the test device 3 is then preferably carried out again in order to determine whether the required idle stroke has been set by the displacement of the piezoelectric actuator 21 . If this has not been done, the feed device 4 can then be used to readjust it. An idle stroke change caused by elastic deformation of the fuel injector after the idle stroke setting has ended and after the feed device 4 has been removed can be compensated for by adjusting an appropriately adapted idle stroke during the idle stroke setting.
In einer weiteren Ausbildungsform wird der Piezoantrieb direkt als Meßmittel zur Messung des Leerhubs benutzt, indemd der Effekt genutzt wird, daß die Auslenkung des Aktors direkt proportional zur angelegten Aktorspannung ist, z. B. 0,3 µm/V. Dadurch kann durch Ansteuern des Aktors und Auswerten der Ak torspannung in Kombination mit Messen des Drucks im Injektor der Leerhub ermittelt werden. In another form of training, the piezo drive used directly as a measuring device for measuring the idle stroke by the effect is used that the deflection of the actuator directly is proportional to the applied actuator voltage, e.g. B. 0.3 µm / V. This can be done by controlling the actuator and evaluating the Ak gate voltage in combination with measuring the pressure in the injector the idle stroke can be determined.
Wenn der gewünschte Leerhub dann richtig eingestellt ist, wird, wie bereits erläutert, die Hohlschraube 56 angezo gen, so daß das innere Ringspannelement 54 und das äußere Ringspannelement 55 das Aktorgehäuse 213 fest im Injektorkopf 13 verklemmen und damit die Lage des piezoelektrischen Aktors fixieren.If the desired idle stroke is then set correctly, the hollow screw 56 is tightened, as already explained, so that the inner ring clamping element 54 and the outer ring clamping element 55 clamp the actuator housing 213 firmly in the injector head 13 and thus fix the position of the piezoelectric actuator.
Mit dem dargestellten Prüfvorgang wird im wesentlichen nur die Funktionsfähigkeit des Stellantriebs 2 und dabei ins besondere der Leerhub zwischen dem piezoelektrischen Aktor 21, dem Hebelübersetzer 24 und dem Servoventil 22 geprüft, weil der vom Druckerzeuger 30 im Kraftstoffinjektor 1 erzeug te Gasdruck von 5 bis 100 bar nicht ausreicht, die Einspritz düse 12 gegen die auf ihr lastende Haltekraft zu öffnen. Es ist jedoch prinzipiell möglich, den im Kraftstoffinjektor 1 erzeugten Druck durch den Druckerzeuger 30 so weit zu erhö hen, daß der gesamte Einspritzvorgang einschließlich des Öff nens der Einspritzdüse 12 simuliert und durch Korrelieren mit dem während des Einspritzvorgang gemessenen Druckverlauf ge prüft wird. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, den Kraftstoffinjektor 1 auf seine Dichtheit zu prüfen, indem nach Einstellen des Druckwertes im Kraftstoffinjektor 1 von der Auswerteeinheit 36 die Verbindung zwischen dem Drucker zeuger 30 und dem Hochdruckzulauf 15 unterbrochen und dann der Druck im Kraftstoffinjektor 1 für eine vorbestimmte Zeit dauer vom Drucksensor 32 gemessen wird. Anhand des gemessenen Druckverlaufes kann dann die Auswerteeinheit 36 Undichtigkei ten feststellen.With the test procedure shown, essentially only the functionality of the actuator 2 and in particular the idle stroke between the piezoelectric actuator 21 , the lever translator 24 and the servo valve 22 are checked because the gas pressure generated by the pressure generator 30 in the fuel injector 1 is from 5 to 100 bar is not sufficient to open the injection nozzle 12 against the holding force on it. In principle, however, it is possible to increase the pressure generated in the fuel injector 1 by the pressure generator 30 to such an extent that the entire injection process, including the opening of the injector 12, is simulated and checked by correlating it with the pressure curve measured during the injection process. Furthermore, there is also the possibility of checking the fuel injector 1 for its tightness by, after setting the pressure value in the fuel injector 1 by the evaluation unit 36, interrupting the connection between the printer generator 30 and the high-pressure inlet 15 and then the pressure in the fuel injector 1 for a predetermined time duration is measured by the pressure sensor 32 . Based on the measured pressure curve, the evaluation unit 36 can then determine leaks.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Prüfvorrichtung 3 ist der Drucksensor 32 an den Hochdruckzulauf 15 am Injektorkopf 13 angeschlossen und mißt so den durch den Stellvorgang des Stellantriebs 2 im Injektor hervorgerufenen Druckabfall. Al ternativ kann der Drucksensor auch am Leckageablauf 16 ange schlossen werden, um einen durch den Stellvorgang des Stel lantriebs 2 ausgelösten Druckanstieg festzustellen, so daß dann die Auswerteeinheit 36 aus dem Verlauf des Druckanstiegs auf die Funktionsfähigkeit des Injektors 1 bzw. seines Stel lantriebs 2 schließen kann. Der Druckerzeuger 30 kann weiter hin auch ohne Zwischenschaltung einer Druckleitung 31 direkt an den Hochdruckzulauf 15 angeschlossen werden, um so das vom Druckerzeuger 30 hergestellte Druckvolumen minimal zu halten und einen maximalen Druckabfall im Injektor 1 durch den Stellvorgang des Stellantriebs 2 hervorzurufen.In the test device 3 shown in FIG. 1, the pressure sensor 32 is connected to the high pressure inlet 15 on the injector head 13 and thus measures the pressure drop in the injector caused by the actuating process of the actuator 2 . Al ternatively, the pressure sensor can also be connected to the leakage drain 16 in order to determine a pressure increase triggered by the actuating process of the actuator 2 , so that the evaluation unit 36 then concludes from the course of the pressure increase that the injector 1 or its actuator 2 is functioning properly can. The pressure generator 30 can also be connected directly to the high-pressure inlet 15 without the interposition of a pressure line 31 , so as to keep the pressure volume produced by the pressure generator 30 to a minimum and to cause a maximum pressure drop in the injector 1 due to the actuating process of the actuator 2 .
Der erfindungsgemäße Leerhubeinstell- und Prüfvorgang zeichnet sich durch eine hohe Serientauglichkeit aus, da nur eine kurze Prüfzeit notwendig ist und darüber hinaus eine au tomatische Auswertung und Einstellung erfolgt. Durch die Ver wendung einer Positioniereinheit, bestehend aus der Tellerfe der 51, den Ringspannelementen 54, 55, und der Hohlschraube 56, wird eine einfache Positionierung des Stellantriebs 2 im Kraftstoffinjektor 1 bei gleichzeitig leichter Nachstellbar keit der Stellantriebsposition gewährleistet.The idle stroke setting and testing process according to the invention is characterized by a high suitability for series production, since only a short testing time is necessary and, moreover, an automatic evaluation and setting takes place. By using a positioning unit consisting of the Tellerfe the 51 , the ring clamping elements 54 , 55 , and the banjo bolt 56 , a simple positioning of the actuator 2 in the fuel injector 1 is ensured while at the same time easy adjustment of the actuator position.
Die Erfindung ist auch bei bekannten Kraftstoffinjekto ren einsetzbar, die einen beispielsweise elektromagnetisch betriebenen Aktor aufweisen, der ohne Hubübersetzer, z. B. He belübersetzer, und ohne Servoventil, direkt über ein Übertra gungselement, z. B. einen Kolben, mit der Düsennadel in Wirk verbindung steht, die bespielsweise mit dem konischen Ventil sitz an der Innenwand einer Düse ein Einspritzventil bildet, das den Kraftstoff durch Einspritzlöcher steuert. Der Leerhub entspricht hier der Differenz zwischen der Auslenkung des Ak tors in dessen Ruhezustand und der Auslenkung des Aktors, bei der das Einspritzventil sich gerade zu öffnen beginnt. Somit weist der Stellantrieb eines Kraftstoffinjektors einen Aktor und ein Ventil auf, zwischen denen ein Übertragungselement angeordnet ist und zwischen denen ein vorgegebener Leerhub eingestellt ist, wobei beispielsweise das Ventil als Servo ventil oder als Einspritzventil ausgebildet und das Übertra gungselement als Kolben oder Hebelelement ausgebildet sein kann. Die Merkmale der vorherig genannten Ausführungsbeispie le können mit den hier beschriebenen Ausführungsformen des Stellantriebs und des Kraftstoffinjektors kombiniert werden.The invention is also known fuel injection Ren can be used, for example, electromagnetic have operated actuator that without stroke translator, for. B. He Bel translator, and without servo valve, directly via a transfer supply element, e.g. B. a piston with the nozzle needle in effect is connected, for example with the conical valve seat on the inner wall of a nozzle forms an injection valve, that controls the fuel through injection holes. The idle stroke corresponds here to the difference between the deflection of the Ak tors in its idle state and the deflection of the actuator, at which the injector is just starting to open. Consequently the actuator of a fuel injector has an actuator and a valve between which a transmission element is arranged and between which a predetermined idle stroke is set, for example the valve as a servo valve or designed as an injection valve and the transfer supply element can be designed as a piston or lever element can. The features of the aforementioned execution example le can with the embodiments described here Actuator and the fuel injector can be combined.
Claims (12)
Ermitteln des Leerhubs zwischen dem Aktor und dem Ventil ermitteln,
Verschieben des Aktors gegen die Haltekraft einer Feder einrichtung, die zwischen dem Aktorgehäuse und dem Gehäuse des Kraftstoffinjektors angeordnet ist, um eine Strecke, die der Differenz des ermittelten Leerhubs von einem geforderten Leerhub entspricht, und
Festklemmen des Aktorgehäuses im Gehäuse des Kraftstof finjektors mittels einer Klemmeinrichtung (54, 55, 56).1. A method for positioning an actuator in a housing of a fuel injector, the actuator having an actuator with an actuator housing, a valve and a transmission element between the actuator and the valve in order to transmit a longitudinal movement of the actuator to the valve, with the procedural steps:
Determine the idle stroke between the actuator and the valve,
Moving the actuator against the holding force of a spring device which is arranged between the actuator housing and the housing of the fuel injector by a distance which corresponds to the difference of the determined idle stroke from a required idle stroke, and
Clamping the actuator housing in the housing of the fuel injector by means of a clamping device ( 54 , 55 , 56 ).
Einstellen eines Drucks im Kraftstoffinjektor;
Anlegen eines linear ansteigenden Ansteuersignals an den Aktor;
Messen des im Kraftstoffinjektor herrschenden Druckes während des Anlegens des linear ansteigenden Ansteuersignals an den Aktor; und
zeitliches Korrelieren des im Injektor gemessenen Druck verlaufes mit dem linear ansteigenden Ansteuersignal, um den Leerhub zu bestimmen.2. The method according to claim 1, wherein the following further method steps are carried out to determine the idle stroke between the actuator and the valve:
Setting a pressure in the fuel injector;
Applying a linearly increasing control signal to the actuator;
Measuring the pressure prevailing in the fuel injector while the linearly increasing control signal is applied to the actuator; and
temporal correlation of the pressure curve measured in the injector with the linearly increasing control signal in order to determine the idle stroke.
eine Prüfvorrichtung (3) zur Bestimmung eines Leerhubs zwischen dem Aktor und dem Ventil durch Auslösen eines Stellvorgangs des Stellantriebs; und
eine Vorschubvorrichtung (4) zum Verschieben des Aktors (21) gegen eine Haltekraft einer Federeinrichtung (51), die zwischen dem Aktorgehäuse (213) und dem Gehäuse (13) des Kraftstoffinjektors (1) angeordnet ist, um eine Strecke, die der Differenz zwischen dem gemessenen Leerhub und einem geforderten Leerhub entspricht.5. Device for positioning an actuator ( 2 ) in a housing ( 13 ) of a fuel injector ( 1 ), the actuator having an actuator ( 21 ) with an actuator housing ( 213 ), a valve ( 22 ) and a transmission element between the actuator and the Has valve in order to transmit a longitudinal movement of the actuator to the valve, having
a test device ( 3 ) for determining an idle stroke between the actuator and the valve by triggering an actuating process of the actuator; and
a feed device ( 4 ) for displacing the actuator ( 21 ) against a holding force of a spring device ( 51 ) which is arranged between the actuator housing ( 213 ) and the housing ( 13 ) of the fuel injector ( 1 ) by a distance which is the difference between corresponds to the measured idle stroke and a required idle stroke.
eine Federeinrichtung (51), die zwischen dem Aktorgehäuse (213) und dem Gehäuse (13) des Kraftstoffinjektors (1) angeordnet ist, um das Aktorgehäuse mit einer axialen Haltekraft zu beaufschlagen, und
eine Klemmeinrichtung (54, 55, 56), die das Aktorgehäuse (213) am Gehäuse (13) des Kraftstoffinjektors (1) festhält.9. Fuel injector with an actuator ( 2 ) in a housing ( 13 ) of a fuel injector ( 1 ), the actuator having an actuator ( 21 ) with an actuator housing ( 213 ), a valve ( 22 ) and a transmission element between the actuator and the valve having
a spring device ( 51 ) which is arranged between the actuator housing ( 213 ) and the housing ( 13 ) of the fuel injector ( 1 ) in order to apply an axial holding force to the actuator housing, and
a clamping device ( 54 , 55 , 56 ) which holds the actuator housing ( 213 ) to the housing ( 13 ) of the fuel injector ( 1 ).
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