DE2810290C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung des Fördervolumens von Einspritzpumpen für Dieselmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Einspritzpumpen für den Kraftstoff bei Dieselmotoren werden Betriebs­ kontrollen und regelmäßigen Wartungsarbeiten unterzogen, bei denen besonders die Einstellung (Eichung) ihrer volumetrischen Kraftstoffmenge vorgesehen ist. Ganz besonders ist die Kraftstoffmenge je Einspritzspiel von jeder Stempel-Einspritzdüse-Einheit einer Einspritzpumpe für Ein- und Mehrzylindermotoren äußerst genau zu messen, um die einzelnen Kraftstoff­ mengen mit größtmöglicher Präzision einander anzupassen und auf den vom Hersteller in Abhängigkeit der Drehzahlen vorgeschriebenen Wert einzu­ stellen.

Es ist bekannt zur Messung der benötigten Kraftstoffmenge jeweils eine Meß­ vorrichtung zu benutzen, bei welcher die Messung einer Treibstoffmenge durch Verlagerung eines Kolbens in einem Meßfühler erfolgt. Die zu messen­ de Treibstoffmenge wirkt auf die eine Seite des Kolbens ein, während auf die andere Seite Flüssigkeit, vorzugsweise ebenfalls Treibstoff (DE-OS 27 09 377) bzw. Druckluft (US-PS 32 30 761) einwirkt. Bei bekannten Vorrich­ tungen ist somit ein geschlossener Meßbehälter vorgesehen, und es müssen aufwendige Ventileinrichtungen vorhanden sein, um einerseits die zu messen­ de Brennstoffmenge und andererseits das auf den Kolben entgegenwirkende Medium ein- bzw. auszulassen. Dies ist besonders aufwendig, wenn eine für Mehrzylindermotoren bestimmte Einspritzpumpe getestet werden soll. Zudem ist die Meßmethode der DE-OS 27 09 377 ungenau, denn sie beruht auf der Ablesung eines Meßwertes, der einerseits durch eine auf der Außenseite des Meßbehälters angebrachte Skala und andererseits durch eine auf dem Kolben angebrachte Meßmarke bestimmt ist. Zudem muß der Meßungenauigkeit, die durch die oberflächenspannungsabhängige Ausbildung des Meniskus der freien Oberfläche des Treibstoffes, die auch noch von der Treibstofftemperatur abhängig ist, Rechnung getragen werden. Der Meßmethode nach der US-PS 32 30 761 liegt die Überlegung zugrunde, durch den geförderten Treibstoff auf die kleine Oberfläche eines Differenzkolbens einzuwirken, dessen große Oberfläche das kompressible Medium Luft mit einem temperaturabhängigen Volumen verdrängt, das einem Vielfachen des Treibstoffdurchsatzes pro Zeiteinheit entspricht. Im Gegensatz zu der in der DE-OS 27 09 377 ge­ wählten Meßmethode der Bestimmung des pro Zeiteinheit geförderten Treib­ stoffvolumens wird nach der US-PS 32 30 761 eine gattungsfremde Durchsatzmessung mit dem Meßmedium Luft verwendet, was zwar für eine rasche Grobeinstellung einer Treibstoffpumpe ausreichen mag, für eine notwendige Feinabstimmung allerdings unzureichend ist.

Die obengenannten Meßmethoden nach dem Stand der Technik ermöglichen es nicht, reproduzierbare, objektive (DE-OS 27 09 377) bzw. hinreichend präzise (US-PS 32 30 761) Messungen und damit Einstellungen der benötigten Treibstoffportionen automatisch vorzunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, bei der die Auf­ nahme des durch die Einspritzeinheiten geförderten Kraftstoffvolumens automatisch erfolgt, d. h. unter Ausschaltung einer subjektiven Schätzung seitens der Bedienungsperson, so daß die Messung durch äußere Faktoren un­ gestört bleibt, wie Unruhe in der Flüssigkeit, Haftenbleiben von Tröpfchen an der Wandung des Auffangbehälters und andere störende, die Messung nach­ teilig beeinflussende Einwirkungen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die konstruktionsmäßigen Hauptmerkmale der Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend anhand einer Ausführungsform näher beschrieben, welche in der Zeichnung als rein schematisches Beispiel dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 einen allgemeinen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt nach Linie II-II von Fig. 1, und

Fig. 3 einen Längsschnitt nach Linie III-III von Fig. 2.

Die erfindungsgemäße Einrichtung umfaßt ein feststehendes Traggestell 10, auf dem eine Anzahl zylinderförmige Meßbehälter 11 aufgestellt sind. Den Boden von jedem Behälter bildet ein in ihm dichtend verschiebbarer Kolben 12, der auf einer Stange 13 sitzt, die mit einer Platte 14 fest verbunden ist, welche an der Stange 15 des Kolbens 16 einer doppelt wirkenden hydrau­ lischen Winde angehängt ist.

Weg- bzw. Lagemeßeinrichtungen 18, 19, 20, 36 sind vorgesehen, die auf eine Höhenverstellung der Platte 14 ansprechen und z. B. aus einer an der Platte 14 befestigten Zahnstange 18 bestehen, welche mit einem Ritzel 19 kämmt, dessen Drehbewegungen einen Wandler 20 betätigen, welcher eine Reihe Impulse abgibt, deren Anzahl dem Drehwinkel des Ritzels und somit des Hubes des Kolbens 12 verhältnisgleich ist.

Das obere Ende des Meßbehälters 11 ist offen und ein Abschnitt seines Umfanges ist als Überlauföffnung 21 für den darin enthaltenen Treibstoff ausgebildet. Genau an der Überlaufhöhe der Überlauföffnung 21 ist ein Über­ lauffühler (22, 23) angebaut, der auf die Gegenwart des Teibstoffes an­ spricht und z. B. aus einem Lichtsignalgeber 22 und einem Empfänger 23 besteht. Wenn der Treibstoff die Überlaufhöhe erreicht und aus der Über­ lauföffnung 21 abläuft, unterbricht die Gegenwart ihres freien Spiegels die Übertragung des Lichtstrahls von 22 zu 23, wobei der Empfänger 23 ein ent­ sprechendes Signal abgibt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung umfaßt außerdem einen Antriebsmotor 25 für die Prüfeinspritzpumpe 26; von jedem Einspritzstempel der Einspritzpumpe ist die Druckseite mit einer geeichten Prüfeinspritzdüse 27 verbunden, die den geförderten Treibstoff in eine Leitung 28 gießt, die am anderen Ende in einen Ausguß 29 mündet. Diesen Ausguß 29 trägt ein Schlitten 30, den ein Antrieb 31 von der mit ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung über dem Meßbehälter 11 in die mit Strichpunktlinie gezeichnete, vom Meßbehälter 11 abgewandte Stellung verstellt.

Wenn sich der Ausguß 29 in der Stellung über dem Meßbehälter 11 befindet, unterbricht der ausgegossene Treibstoff den Lichstrahl 22-23 nicht, damit jedes falsche Signal seitens des Empfängers 23 verhindert ist. Die Beschreibung bezieht sich auf nur einen Meßbehälter 11 der Einrichtung und auf seine Hilfsvorrichtungen. Es wird demnach nur der Teil der Einrich­ tung beschrieben, der die Prüfung einer Einspritzeinheit der Einspritz­ pumpe 26 liefert. Die Einrichtung kann aus einer beliebigen Anzahl zy­ linderförmiger, auf dem Traggestell 10 aufgestellter Meßbehälter 11 be­ stehen, die Kolben 12 enthalten, die durch zugeordnete Stangen mit der­ selben Platte 14 verbunden sind; jeder dieser Meßbehälter 11 fängt vom zugehörigen Ausguß 29 die Treibstoffmenge einer Einspritzeinheit auf und die Ausgüsse 29 werden entweder von einem gemeinsamen Antrieb oder von getrennten Antrieben 31 betätigt, die die Ausgüsse gleichzeitig verstellen, je nachdem ob es vom Standpunkt der Herstellung aus wirtschaftlich er­ scheint.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet ohne weiteres eine Automati­ sierung, die hier als Beispiel schematisch beschrieben wird.

Der Motor 25 umfaßt einen Impulsgeber 32, der einen Zähler mit Anzeiger und Vorwähler 33 für die Motordrehzahl und somit für die Einspritzspiele der Einspritzpumpe 26 ansteuert. Der Zähler 33 wird zu Beginn des Zählens durch ein Handsignal 34 vorgeschaltet, welches gleichzeitig die Servosteuerung 35 dazu veranlaßt, den Antrieb 31 so zu bewegen, daß der Ausguß 29 über dem Meßbehälter 11 hängt.

Der Wandler 20 sendet Impulse einem Zähleranzeiger 36, der vom Empfänger 23 gestoppt wird, wenn der von 22 kommende Lichtstrahl unterbleibt. Der Wand­ ler 20 sendet Impulse auch anderen Zähleranzeigen 36, von welchen jeder einem Meßbehälter 11 zugeordnet ist und von dem eigenen Überlauffühler 22, 23 gestoppt wird. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Der Motor 25 wird angelassen, wenn der Ausguß 29 vom Meßbehälter 11 abge­ wandt ist, und in diesem Zustand wird die Stabilisierung des von 29 kommen­ den Flusses dadurch erreicht, daß die Platte 14 bis zu einem (nicht darge­ stellten) Bezugsanschlag gesenkt wird. Dann wird das Signal 34 ausgesandt, das die Verstellung des Ausgusses 29 in seine Arbeitsstellung und den Beginn des Zählens bei 33 bewirkt: Ist eine vorgewählte Anzahl Umdrehun­ gen der Einspritzpumpe erreicht, so wird der Ausguß 29 in die in Fig. 1 mit Strichpunktlinien gezeichnete Stellung verstellt.

Von der unteren Endanschlagstellung wird dann die Platte 14 wieder nach oben verstellt, während bei 36 der Hub des Kolbens 12 angezeigt wird, bis der in 11 aufgefangene Treibstoff den aus 22 ausgesandten Lichtstrahl unterbricht, so daß ein Stoppsignal von 23 an 36 ausgesandt wird.

Der Hub des Kolbens 12 nach oben kann dabei fortgesetzt werden, so daß die Flüssigkeit über die Überlauföffnung 21 entleert wird.

In dieser Stufe gibt jeder der Zähler 36 eine Anzeige ab, die dem Hub des Kolbens und somit dem Inhalt des vom Kolben 12 entleerten Meßbehälters 11 entspricht, welche Kolben 12 den Überlauf der Flüssigkeit und die Unter­ brechung des Lichtstrahls 22-23 verursacht haben. Dieser Zähler kann auf sehr zweckmäßige Weise geeicht werden: Insbesondere kann der Zähler bei völlig niedergedrücktem Kolben 12 eine Zahl anzeigen, die dem ganzen In­ haltsvermögen des Meßbehälters 11 entspricht, und dann während des Auf­ wärtshubes des Kolbens eine abnehmende Zählung angeben; somit erhält man eine direkte Anzeige des Flüssigkeitsvolumens beim Stoppen des Anzeigers, d. h. die Anzeige des Volumens der Kraftstoffmenge, die der in 33 ange­ zeigten Anzahl Einspritzspiele der Einspritzpumpe entspricht. Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen werden, daß der Zähler 36 das Zählen erst dann beginnt, wenn er durch das vom Empfänger 23 ausgesandte Signal dazu vorgeschaltet wird, d. h., wenn der Spiegel des Treibstoffes den von ihm verzeichneten Stand erreicht. In diesem Fall bleibt der Zähler beim Hub des Kolbens von unten nach oben, bis die Flüssigkeit die Überlaufhöhe erreicht, untätig, führt aber eine steigende Zählung während des ganzen darauffolgenden Hubes aus, den der Kolben bis zum Ende seiner Aufwärtsbe­ wegung ausführt, wobei auch in diesem Fall eine direkte Anzeige der vom Ausguß in den Meßbehälter gegossenen Flüssigkeit erhalten wird.

Bei dieser Ausführungsform wird der Vorteil erreicht, daß es nicht erfor­ derlich ist, daß der Kolben die untere Endstellung bei jedem Meßspiel er­ reicht, wodurch die aufeinanderfolgenden Meßspiele rascher vor sich gehen können.

Wie bereits erwähnt, sind auf der Platte 14 mehrere Meßbehälter 11 aufge­ stellt, von welchen jeder die Treibstoffmenge einer der Einspritzeinheiten der Einspritzpumpe 26 auffängt; es können z. B. zwölf Behälter mit ebenso vielen Leitungen 28 vorgesehen werden, wenn die Prüfung die Einspritzpumpen von Motoren bis zu zwölf Zylindern betrifft.

Die Anordnung der Meßbehälter 11 auf dem Traggestell 10 kann beliebig ge­ wählt werden, d. h. im Kreis oder geradlinig; es muß jedoch die einwand­ freie, geradlinige Bewegung der Platte 14 zwecks Einhaltung gleicher Hübe der einzelnen Kolben 12 gewährleistet sein.

Die gegenseitige Bewegung zwischen Ausguß und Meßbehälter kann auf ver­ schiedene Weise mit gleichartigen Mitteln wie die als Beispiel gezeigten erreicht werden, wobei nur darauf zu achten ist, daß die von der zu prü­ fenden Einspritzeinheit am Anfang und am Schluß der in 33 erfolgenden Zählung geförderte Flüssigkeitsmenge rechtzeitig zugeführt bzw. gestoppt wird. Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung ermöglicht höchstgenaue Ergeb­ nisse bei großer Leichtigkeit der Ablesung. Die durch die erfindungsgemäße Einrichtung erfolgenden Messungen sind frei von etwaigen Fehler, die auf Haften von Flüssigkeitsresten an der Wandung der Behälter 11 zurückzuführen sein könnten, da der ganze Inhalt des Meßbehälters 11 vom Kolben 12 beim Meßvorgang verdrängt wird.

Der angewandte Überlauffühler 22, 23 mit Lichtstrahl hat sich als sehr zuverlässig und genau erwiesen. Trotzdem kann jedes beliebige entsprechende Überlaufmittel gewählt werden, das dazu geeignet ist, ein Signal abzugeben, um den Zähler des Hubes anzusteuern, den der Kolben 12 zurücklegen muß, be­ vor der Flüssigkeitsspiegel den gemessenen Stand erreicht.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Messung des Fördervolumens von Einspritzpumpen für Dieselmotoren, mit den folgenden Merkmalen:

• - eine Einrichtung zum reproduzierbaren Antreiben der Einspritzpumpe,
• - mehrere zylinderförmige, stehende Meßbehälter, deren Boden jeweils von einem dichtend verschiebbaren Kol­ ben gebildet ist,
• - eine Einrichtung zum Einleiten der von jeweils einer Einspritzeinheit der Einspritzpumpe abgegebenen Treibstoffmenge in die jeweils zugehörigen Meßbehäl­ ter, wobei die Verbindung zwischen diesen und der Einrichtung zum Einleiten unterbrechbar ist,
• - eine Einrichtung zum Verschieben der Kolben, und
• - eine Meßeinrichtung zum Ermitteln der Füllmenge des jeweiligen Meßbehälters,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Meßbehälter (11) an der Oberseite jeweils eine Überlauf­ öffnung (21) aufweisen,
• - die Einrichtung zum Einleiten der Treibstoffmenge von einer mit der Treibstoffmenge beschickten Leitung (28) gebildet ist, die zwischen einer Füllstellung, in welcher die Treibstoffmenge in den Meßbehälter (11) einlaufen kann, und einer vom Meßbehälter abgewandten Lage verstellbar (Antrieb 31) ist,
• - jeder der Kolben (12) von einem Hubantrieb (13, 14) angesteuert ist, der mit einer Weg- bzw. Lagemeßein­ richtung (18, 19, 20, 36) verbunden ist, und
• - an der Überlauföffnung (21) ein den Eintritt des Überlaufs ermittelnder Überlauffühler (22, 23) ange­ bracht ist, wobei aus dem Eintritt des Überlaufs und der dann vorliegenden Lage bzw. dem bis dahin zurück­ gelegten oder von da an bis zu einer Endlage noch zurückzulegenden Weg des Kolbens (12) die im Meßbe­ hälter (11) enthaltene Treibstoffmenge ermittelbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Hubantrieb von Stangen (13) gebildet ist, auf denen die Kolben (12) sitzen und die mit einem Bau­ teil (14) fest verbunden sind, das durch einen An­ trieb in eine geradlinige Bewegung setzbar ist,
• - der Hub dieses Bauteils (14) von der Weg- bzw. Lage­ meßeinrichtung (18, 29, 30, 36) angegeben wird, und
• - diese durch den Überlauffühler (22, 23) so angesteuert wird, daß der Hub jedes Kolbens (12) zwischen einer vorgewählten Endstellung und jener Stellung gemessen wird, in welcher der Stand der Flüssigkeit vom Über­ lauffühler (22, 23) gefühlt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Weg- bzw. Lagemeßeinrichtung (18, 19, 20, 36) zur Durchführung einer Zählung eingerichtet ist, die vom Überlauffühler (22, 23) in dem Augenblick ge­ stoppt wird, in dem der Überlauf des Treibstoffs ge­ fühlt wird, um den Hub des Kolbens (12), bei einer vorgewählten Endstellung beginnend, bis zu jener Stellung zu messen, in der die Zählung gestoppt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lagemeßeinrichtung (18, 19, 20, 36) zur Durchführung einer Zählung eingerichtet ist, die vom Überlauffühler (22, 23) dann eingeleitet wird, wenn der Überlauf des Treibstoffs gefühlt wird, und gestoppt wird, wenn der Kolben (12) die Überlaufhöhe erreicht hat.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitung (28) in einen Ausguß (29) ein­ mündet, der durch einen Steuervorgang von einer Stellung, in der er den Treibstoff in den betreffenden Meßbehälter (11) einlaufen läßt, in eine vom Meßbe­ hälter abgewandte Stellung verstellbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bauteil (14) mit einem einzigen Wandler (18, 19, 20) verbunden ist, der in Abhängigkeit von der Lageänderung des Bauteils (14) Signale abgibt, und daß jede Lagemeßeinrichtung mit dem einzigen Wandler (18, 19, 20) und jeweils einem zugehörigen Überlauf­ fühler (22, 23) verbunden ist.