DE19909164A1

DE19909164A1 - Measurement adapter for multi-hole nozzles for determination of liquid amount injected per nozzle hole has adapter bores leads arranged on outside for connecting adapter bore lines with amount measuring equipment

Info

Publication number: DE19909164A1
Application number: DE1999109164
Authority: DE
Inventors: Helmut Tschoeke; Ahmet Kilic; Lothar Schulze
Original assignee: Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Current assignee: Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-07

Abstract

A number corresponding to the number of nozzle holes (1) of adapter bores (2) is formed assigned to a corresponding nozzle hole (1) with an inclination adapted to the spraying angle of the multi-hole nozzle (4). Adapter bores (2) leads are arranged on the outside for connecting the adapter bore (2) lines with amount measuring equipment.

Description

Die Erfindung betrifft einen Meßadapter für Mehrlochdüsen, der eine Messung der Einspritzmenge pro Düsenloch bei Mehrlochdüsen unabhängig vom verwendeten Kraftstoffeinspritzsystem und der Größe der Düse ermöglicht.The invention relates to a measuring adapter for multi-hole nozzles, which a measurement of Injection quantity per nozzle hole with multi-hole nozzles regardless of the one used Fuel injection system and the size of the nozzle allows.

Es wurden im Laufe der Zeit verschiedene Verfahren entwickelt, um aus dem Druckverlauf in der Einspritzleitung, also zwischen Einspritzpumpe und Einspritzdüse, auf die in den Dieselmotor eingespritzte Kraftstoffmenge zu schließen. Mit dieser herkömmlichen (D 41 30 394 A1, DE 197 29 892 C1, DE 197 00 738 C1) Einspritz-Mengenmessung ist nur die Bestimmung der gesamten Einspritzmenge möglich, Einzel-Mengenmessung pro Düsenloch werden nicht ausgeführt.Various methods have been developed over the years to get out of the pressure history the injection line, i.e. between the injection pump and injection nozzle, to which in the Close diesel engine injected fuel quantity. With this conventional (D 41 30 394 A1, DE 197 29 892 C1, DE 197 00 738 C1) Injection quantity measurement is just that Determination of the total injection quantity possible, single quantity measurement per nozzle hole are not executed.

Bei modernen Dieselmotoren mit Direkteinspritzung und Mehrlochdüsen wird eine Leistungsmaximierung bei minimalen Brennstoffverbräuchen und Schadstoff-Emissionen gefordert. Hierzu ist die Kenntnis der Einzeleinspritzmenge der Düsenlöcher erforderlich. Die Gemischverteilung im Brennraum eines Motors beeinflußt wesentlich den Ablauf der Verbrennung und die Abgasbildung (HC, NOx, Partikel).In modern diesel engines with direct injection and multi-hole nozzles, one Maximizing performance with minimal fuel consumption and pollutant emissions required. Knowledge of the individual injection quantity of the nozzle holes is necessary for this. The Mixture distribution in the combustion chamber of an engine significantly influences the course of the Combustion and exhaust gas formation (HC, NOx, particles).

Eine Einzelmengenmessung der Kraftstoffmenge für jedes Düsenloch wurde bei bisherigen Untersuchungen jedoch nicht vorgenommen. Es wurde eine gleichmäßige Verteilung der Einspritzmenge auf die einzelnen Spritzlöcher angenommen.A single quantity measurement of the fuel quantity for each nozzle hole has been done with previous ones However, investigations were not carried out. There was an even distribution of Injection quantity assumed on the individual spray holes.

Unterschiedliche Strömungsverhältnisse in der Düse können jedoch zu signifikanten Unterschieden der Einzelstrahlmengen und der Strahlausbreitung führen. Die Gemischbildung, Entzündung und Verbrennung wird dadurch stark beeinflußt. Die Strahlcharakteristik wird hauptsächlich durch die Bauart und die Funktion der Einspritzdüse bestimmt. Die Makro- und Mikroverteilung des Kraftstoffs und damit die Güte der Aufbereitung des Kraftstoff- Luftgemisches im Brennraum hängen hauptsächlich von dieser Strahlcharakteristik ab. Dadurch werden letztendlich die Leistung, der Verbrauch, die Laufruhe und die Abgasemission des Motors beeinflußt.Different flow conditions in the nozzle can, however, become significant Differences in the individual jet quantities and the beam spread. The mixture formation, Inflammation and combustion are greatly affected. The beam characteristic is mainly determined by the type and function of the injector. The macro and Micro distribution of the fuel and thus the quality of the preparation of the fuel Air mixtures in the combustion chamber mainly depend on this jet characteristic. Thereby ultimately the performance, consumption, smoothness and exhaust emissions of the Motors affected.

Der vorliegende Stand der Technik weist allerdings den Nachteil auf, daß keine gleichmäßige oder gewollt ungleichmäßige Verteilung der Einspritzmenge auf die einzelnen Spritzlöcher garantiert werden kann. However, the present prior art has the disadvantage that it is not uniform or deliberately uneven distribution of the injection quantity over the individual spray holes can be guaranteed.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zur Lösung der bei dem Stand der Technik auftretenden Probleme einen Meßadapter zu schaffen, mit dem die Einspritzmengen pro Düsenloch getrennt erfaßt und vorzugsweise kontinuierlich gemessen werden können.It is therefore the object of the present invention to solve the problems in the prior art Problems occurring to create a measuring adapter with which the injection quantities per Nozzle hole can be detected separately and preferably measured continuously.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Meßadapter mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.The object is achieved with a measuring adapter with those listed in claim 1 Features resolved.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß die Bestimmung der von jedem einzelne Düsenloch eingespritzten Kraftstoffmenge möglich ist, um ein Einspritzsystem optimal bzgl. Leistung, Verbrauch, Laufruhe und Abgasemission applizieren zu können.A particular advantage of the invention results from the fact that the determination of each single nozzle hole injected fuel amount is possible to get an injection system optimal in terms of performance, consumption, smooth running and exhaust emissions.

Mit dem erfindungsgemäßen Meßadapter lassen sich sehr kleine Unterschiede zwischen den Einspritzmengen der Düsenlöcher messen. Insbesondere wird die Messung sowohl des Voreinspritz- als auch des Haupteinspritzmengenbereiches pro Düsenloch möglich.With the measuring adapter according to the invention, very small differences between the Measure the injection quantities of the nozzle holes. In particular, the measurement of both Pre-injection as well as the main injection quantity range possible per nozzle hole.

Die weiteren Vorteile der Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden: Möglichkeit der Anpassung an unterschiedliche Einspritzventile wie druckgesteuerte Ventile und Common-Rail- Injektoren; flexible Konstruktion; einsetzbar für unterschiedliche Einspritzmengen und Spritzlochzahlen; einfache Anwendung bekannter Mengen-Meßsysteme (z. B. Glas, kontinuierliche Systeme).The further advantages of the invention can be summarized as follows: Possibility of Adaptation to different injection valves such as pressure-controlled valves and common rail Injectors; flexible construction; can be used for different injection quantities and Number of spray holes; simple application of known quantity measuring systems (e.g. glass, continuous systems).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Darstellung des Meßadapters gem. Fig. 1 näher erläutert. Der erfindungsgemäße Meßadapter ist für beliebige Flüssigkeiten anwendbar, jedoch insbesondere für das Messen von Brennstoffmengen geeignet, die mittels einer Förder- oder Einspritzpumpe eingespritzt werden.An embodiment of the invention is described below with reference to the schematic representation of the measuring adapter. Fig. 1 explained in more detail. The measuring adapter according to the invention can be used for any liquids, but is particularly suitable for measuring amounts of fuel which are injected by means of a feed or injection pump.

Der Meßadapter wurde so konzipiert, daß jedes Düsenloch 1 der Mehrlochdüse 4 zu genau einer der als Durchgangsbohrungen ausgebildeten Adapterbohrungen 2 des Meßadapters führt. Diese Adapterbohrungen 2 sind abwärts geneigt und größer ausgeführt als der Düsenlochdurchmesser, um ein ungehindertes Abfließen des Kraftstoffes zu ermöglichen. Daher ist der Winkel der Adapterbohrungen 2 zur Längsachse der Mehrlochdüse 4 an den Spritzwinkel der Düsenlöcher 1 der Mehrlochdüse angepaßt.The measuring adapter was designed in such a way that each nozzle hole 1 of the multi-hole nozzle 4 leads to exactly one of the adapter holes 2 of the measuring adapter designed as through holes. These adapter bores 2 are inclined downwards and are made larger than the nozzle hole diameter in order to allow the fuel to flow away freely. Therefore, the angle of the adapter bores 2 to the longitudinal axis of the multi-hole nozzle 4 is adapted to the spray angle of the nozzle holes 1 of the multi-hole nozzle.

An die Adapterbohrungen 2 sind geeignete Schläuche anschließbar, um den eingespritzten Kraftstoff drucklos und für jede Adapterbohrung getrennt zu einem Mengenmeßgerät zu leiten, um eine Einzel-Mengenmessung pro Düsenloch durchzuführen. Diese Schläuche sollten die gleiche Länge besitzen, um Verfälschungen zu verhindern. Suitable hoses can be connected to the adapter bores 2 in order to conduct the injected fuel without pressure and separately for each adapter bore to a quantity measuring device in order to carry out a single quantity measurement per nozzle hole. These hoses should be the same length to prevent tampering.

Die genaue Ausführung des Meßadapters entsprechend der Kontur der Düse 3 und die Anpressung der Düse sind notwendig, um die einzelnen Spritzlöcher gegeneinander abzudichten und so ein Überströmen zwischen den Spritzlöchern und nach außen zu verhindern.The precise design of the measuring adapter in accordance with the contour of the nozzle 3 and the contact pressure of the nozzle are necessary in order to seal the individual spray holes against one another and thus to prevent overflow between the spray holes and to the outside.

Die Düsenaufnahme 5 wurde unter Berücksichtigung der gegebenen Form der Mehrlochdüse 4 so gestaltet, daß keine Relativbewegung beider Teile auftreten kann. Als Adaptermaterial kann z. B. ein Kunststoff eingesetzt werden, der die auftretenden Temperaturen und Drücke ertragen kann, aber eine gezielte geringe Verformung unter Einwirkung der Anpreßkraft erlaubt. Dadurch wird die erforderliche Dichtwirkung erzielt.The nozzle holder 5 was designed taking into account the given shape of the multi-hole nozzle 4 so that no relative movement of the two parts can occur. As an adapter material such. B. a plastic can be used that can withstand the occurring temperatures and pressures, but allows a targeted low deformation under the influence of the contact pressure. This achieves the required sealing effect.

Zur Aufnahme des Meßadapters wurde eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung eingesetzt, mit der der Meßadapter durch eine Innenkegel-Kugel Verbindung 6 zentrisch verspannt wird. Um unterschiedliche Düsenhalterkombinationen zu untersuchen, ist eine montagefreundliche Düsenhalterung (Klemmverbindung) gewählt worden. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien (Löcherdurchmesser, -anzahl und -winkel) der Düsentypen ist es sinnvoll, für jede Düse einen eigenen Meßadapter anzufertigen.A device, not shown in the drawing, was used to hold the measuring adapter, with which the measuring adapter is clamped centrally by an inner cone-ball connection 6 . In order to investigate different nozzle holder combinations, an assembly-friendly nozzle holder (clamp connection) was selected. Due to the different geometries (hole diameter, number and angle) of the nozzle types, it makes sense to produce a separate measuring adapter for each nozzle.

Der Meßadapter wurde in der vorliegenden Ausführungsform aus durchsichtigem Kunststoff gefertigt, um eine genaue Beobachtung bei der Fertigung und eine exakte Ausrichtung bei der Montage zu gewährleisten.In the present embodiment, the measuring adapter was made of transparent plastic made for close observation during manufacture and exact alignment during the To ensure assembly.

Claims

1. Measuring adapter for multi-hole nozzles for determining the amount of liquid injected per nozzle hole, with

- A seat surface designed to match the outer contour of the multi-hole nozzle ( 4 ), which lies tightly against the multi-hole nozzle during the measurement,
- the matched one of the number of the nozzle holes (1) corresponding number of formed as through holes adapter holes (2), each of said adapter bores (2) each associated with a nozzle hole (1) and has an inclination at the spraying angle of the multi-hole nozzle (4) is
- Connections arranged on the outside of the adapter bores ( 2 ) for connecting each of the adapter bores ( 2 ) by means of separate lines with quantity measuring devices.

2. Measuring adapter for multi-hole nozzles according to claim 1, in which between measuring adapter and Nozzle outer contour a sealing element for sealing between the individual holes and after is used outside.

3. Measuring adapter for multi-hole nozzles according to claim 1 or 2, wherein the measuring adapter for Functional check is carried out transparently.