DE2916855A1

DE2916855A1 - Vorrichtung zum messen der volumetrischen abgabemenge von kraftstoff-einspritzsystemen oder teilen derselben

Info

Publication number: DE2916855A1
Application number: DE19792916855
Authority: DE
Inventors: Vladimir Lang; Norman Lee Van Tassel
Original assignee: Bacharach Instrument Co
Current assignee: Bacharach Instrument Co
Priority date: 1978-05-03
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1979-11-29
Also published as: US4141243A; GB2020353A; CA1115558A; GB2020353B; ATA333879A

Description

Vorrichtung zum Messen der volumetrischen Abgabemenge von Kraftstoff-Einspritzsystemen oder Teilen derselben

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen der volumetrischen Mengenabgabe von Kraftstoff-Einspritzsystemen oder Teilen derselben. Es wird angestrebt, eine derartige Vorrichtung so auszubilden, dass sie genaue Daten schnell und kontinuierlich liefert.

Bekannte Verfahren und Einrichtungen zum Feststellen der Mengenabgabe von Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen für Dieselmotore und dgl. sind zeitaufwendig und nicht ausreichend genau. Im allgemeinen wird bei derartigen Einrichtungen eine Flüssigkeit, die durch eine mittels einer Nockenwelle angetriebenen Injektor gepumpt wird, in einer Messeinrichtung gesammelt und am Ende einer bestimmten Anzahl von Injektorhüben abgelesen. Bei einem derartigen Prüfgerät wird die Flüssigkeit in einem mit einer Skaleneinteilung versehenen Behälter gesammelt, wobei das Volumen der gesammelten Flüssigkeit am Ende der vorerwähnten Anzahl von Hüben visuell von der Skala abgelesen wird. In einem solchen Prüfgerät wird im allgemeinen die Flüssigkeit für 100 Hübe gesammelt, um eine Anzeige bzw» eine Ablesemöglichkeit mit einer

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Genauigkeit von - 1% zu erhalten. Am Ende des Prüfzyklus muss der Behälter entleert werden/ um ihn für den nächsten Test vorzubereiten oder um den Test zu wiederholen. Es liegt auf der Hand, dass dieses Verfahren zum Prüfen der Mengenabgabe von Einspritzeinrichtungen einen erheblichen Zeitaufwand erfordert.

Ein anderes bekanntes Gerät zum Prüfen von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen ist in der GB-PS 1 185 897 offenbart. Bei diesem Prüfgerät wird Kraftstoff aus der Einspritzeinrichtung in einem Zylinder gesammelt, in dem er einen unter Federvorspannung -stehenden Kolben verschiebt. Ein mit der Kolbenstange über einen Zahnstangentrieb verbundener Zeiger wird relativ zu einer Skala abgelenkt, wodurch das Volumen der Flüssigkeit im Zylinder angezeigt wird. Der Zufluss zum Zylinder wird nach einer vorher bestimmten Anzahl von Hüben beendet, so dass die Position des Zeigers zu diesem Zeitpunkt ein Mass des Flüssigkeitsvolumens ist, das durch die Einspritzeinrichtung in der voreingestellten Anzahl von Hüben gefördert worden war. Wenn ein Knopf zum Einleiten eines neuen PrüfVorganges gedrückt wird, wird ein Ventil geöffnet, um die Flüssigkeit in einen Vorratsbehälter zurückzuführen, wobei die Feder den Kolben in die Ausgangsposition zurückbringt. Mit dieser Vorrichtung werden im Prüfzyklus 100 Hübe der Einspritzeinrichtung verwendet, wodurch die Prüfung beschleunigt wird; die Genauigkeit bleibt jedoch in etwa die gleiche wie bei dem Verfahren mit dem mit einer Skala versehenen Rohr. Wie im letztgenannten Fall ist die Anzeige der Ergebnisse des PrüfVorganges nicht mehr verfügbar, sobald ein neuer Testvorgang angefangen hat. Hinzu kommt, dass diese Vorrichtung mit Fehlern

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behaftet ist, die sich aus der Betätigung der Start- und Stopmagnetventeile während der Messperiode ergeben. Fehler können bei diesem Gerät und auch bei der Vorrichtung, die das mit einer Skala versehene Rohr aufweist, dadurch entstehen, dass nach Messvorgängen Flüssigkeit im Zylinder oder in dem mit der Skala versehenen Rohr zurückbleibt. Ausserdem ist es bei diesen bekannten Systemen schwierig, die Eichung des jeweiligen Systems aufrechtzuerhalten.

Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die eingangs erwähnte Prüfeinrichtung so auszugestalten, dass eine genaue Messung der Mengenabgabe mit einer möglichst kleinen Anzahl von Hüben der Einspritzeinrichtung möglich ist. Weiterhin wird angestrebt, dass das Prüfgerät in möglichst kurzer Zeit zurückstellbar ist. Ferner soll es möglich sein, die Prüfvorgänge schnell und kontinuierlich zu wiederholen. Die Prüfergebnisse sollen möglichst kontinuierlich ablesbar sein, und zwar auch dann, wenn PrüfWiederholungen stattfinden. Ferner soll es möglich sein, die Testergebnisse in Form einer digitalen Anzeige darzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Vorrichtung zum Messen der volumetrisehen Abgabemenge eines Kraftstoff-Einspritzsystems oder dessen Bauteilen eine Zufuhreinrichtung für Flüssigkeit und einen Motor zum Betätigen des Bauteiles aufweist, und die durch das Bauteil abgemessene Flüssigkeit durch eine Leitung einem Verdrängungs-Durchflussmesser zugeführt wird,

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der einen in einer zylindrischen Kammer hin- und hergleitbaren Kolben aufweist, und jedem Ende der Kammer Ventile zugeordnet sind, um die Flüssigkeit an einem ersten Ende zurückzuführen und vom entgegengesetzten Ende abzuführen und so den Kolben in Richtung auf das entgegengesetzte Ende der Kammer zu bewegen, wobei der Fluss der Flüssigkeit wechselweise umkehrbar ist, um den Kolben in Richtung auf das andere Ende zu bewegen. Ein erster Impulsgenerator erzeugt Impulse als Funktion des zyklischen Betriebs des Bauteiles. Ein weiter Impulsgenerator erzeugt Impulse als Funktion der inkrementellen Bewegung des Durchflussmesser-Kolbens.· Die vom ersten Generator und vom zweiten Generator erzeugten Impulse werden jeweils in einem ersten Zähler bzw. in einem zweiten Zähler gesammelt. Dabei sind Steuermittel vorgesehen, die ansprechen, wenn der Zähler des Verdrängungs-Durchflussmengen-Meters sich einem vorherbestimmten Punkt nahe jedem Ende der zylindrischen Kammer des Durchflussmessers nähert und aufeinanderfolgend

1. die Zähler sperren,

2. die Ventile betätigen, um die Bewegung des Kolbens umzukehren und dann

3. die Zähler wieder freigeben.

Wenn eine vorherbestimmte Zählung, die der Anzahl von Zyklen des Bauteiles entspricht, im ersten Zähler gesammelt worden ist, wird die im zweiten Zähler gesammelte Zählung gespeichert und angezeigt. Danach werden beide Zähler zurückgestellt. Nach dem Rückstellen wird ein neuer Prüfzyklus begonnen. Während der Test wiederholt wird, bleiben die Ergebnisse des vorangegangenen Test-

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zyklus¹ auf der Anzeige sichtbar. Bei einer besonderen Äusführungsform der Erfindung kann das Verdrängungs-Durchflussmeter einen zentralen Rahmenblock und zwei Gehäuse aufweisen, die an entgegengesetzten Enden des Rahmenblockes angebracht und mit einander entgegengerichteten zylindrischen Kammern, die axial miteinander fluchten, versehen sind. Ein Ende des Kolbens ist jeweils innerhalb einer der zylindrischen Kammern gleitbar angeordnet.

Die Vorrichtung gemäss der Erfindung kann weiterhin mit einer Einrichtung zur Startverzögerung versehen sein, die die Zähler für eine vorherbestimmte Zeitspanne nach dem Anlauf sperrt, um das Fliessen der Flüssigkeit zum Verdrängungs-Durchflussmengen-Messers zu stabilisieren. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Wiederaufnahme der Zählung sowohl durch den Hubzähler als auch durch den Verdrängungszähler nach Bewegungsumkehr des Kolbens des Verdrängungs-Durchflussmessers durch ein Signal steuerbar ist, welches vom ersten Impulsgenerator kommt, so dass die Messung immer am selben Punkt im Arbeitszyklus des Kraftstoff-Einspritzsystem-Bauteiles aufgenommen wird.

Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist im wesentlichen dazu bestimmt, die volumetrische Abgabemenge von Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen zu prüfen, in diesem Fall erzeugt der erste Impulsgenerator Impulse in Abhängigkeit von den Hüben der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung« Es ist beim Prüfen von Einspritzeinrichtungen erwünscht, einen Dampfer in der Leitung vorzusehen, die

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den abgemessenen Kraftstoff zum Verdrängungs-Durchflussmengen-Messer führt, so dass die Kolbanbewegung trotz der intermittierenden Abgabe der Einspritzeinrichtung kontinuierlich erfolgt. Die Erfindung kann ebenfalls zum Prüfen der volumetrischen Abgabemenge von Kraftstoffpumpen verwendet werden, die in solchen Systemen Anwendung finden, bei denen die Einspritzeinrichtung ohne eigene Pumpe ist. In diesem Anwendungsfall wird die erste Impuls-Erzeugungseinrichtung Impulse in Abhängigkeit von der Umdrehung der Pumpen-Nockenwelle erzeugen.

"Die Erfindung lässt sich somit folgendermassen zusammenfassen: Die volumetrische Mengenabgabe von Brennstoff-Einspritzeinrichtungen wird schnell und genau dadurch gemessen, dass in einem ersten Zähler und in einem zweiten Zähler jeweils eine Anzahl von Impulsen gesammelt wird, die als Punktion der von der Einspritzeinrichtung ausgeführten Hübe bzw. durch einen vorzugsweise optischen Kodierer, der dem Kolben einer Verdrängungs-Durchflussmengen-Messeinrichtung, durch den die Mengenabgabe des Injektors hindurchgeführt wird, erzeugt werden. Sobald der erste Zähler einen Wert erreicht hat, welcher einer voreingestellten Anzahl von Injektorhüben entspricht, wird die gesammelte Zählung im zweiten Zähler, die der Mengenabgabe des Injektors für die voreingestellte Anzahl von Hüben entspricht, kontinuierlich angezeigt und gespeichert, während die Zähler zurückgestellt werden und der Testzyklus automatisch wiederholt wird. Die Bewegungsrichtung des hin- und herbewegbaren Kolbens des Verdrängungs-Durchflussmengen-Messers wird automatisch durch das Steuer-

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system an jedem Ende der Bewegung durch koordinierte Betätigung zweier Magnetventile umgekehrt. Das Steuersystem sperrt beide Zähler während der Kolbenumkehr und synchronisiert die Wiederaufnahme der Zählung, um Fehler, Druckstösse und andere ünregelmässigkeiten zu eliminieren. Aufgrund der hohen Genauigkeit des Systems können genaue Messungen der volumetrischen Durchflussmengen eines Injektors bei 50 Injektorhüben erreicht werden, wohingegen beim Stand der Technik 1000 oder doch zumindest 100 Hübe bei den neueren Systemen erforderlich sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm des hydraulischen Systems einer Prüfeinrichtung für Brennstoffinjektoren, an welcher die Lehre gemäss der Erfindung verwirklicht ist;

Fig. 2 das Blockdiagramm eines Steuersystems für den Betrieb der Prüfeinrichtung gemäss Fig. 1;

Fig. 3 die Draufsicht einer Verdrängungs-Messeinrichtung für die Durchflussmenge;

Fig. 4 die Seitenansicht der. Verdrängungs-Messeinrichtung gemäss Fig. 3, wobei Teile weggebrochen sind;

Fig. 5 in grösserem Maßstab einen Ausschnitt aus der Durchflussmesseinrichtung gemäss Fig. 4 im Schnitt.

Fig. 1 zeigt, dass die volumetrische Austrittsmenge eines Brennstoffinjektors unter Anwendung der Lehre gemäss der Erfindung in der Weise gemessen wird, dass der Injektor 1 in einem Prüf-

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stand angeordnet wird, in welchem er durch eine Nocke 2, die von einer Welle 3 getragen ist/ betätigt wird. Let2tere wird von einem nicht dargestellten Motor angetrieben. Aus einem Vorratsbehälter 4 wird Eichöl dem Injektor 1 zugeführt. Das vom Brennstoff injektor 1 dosierte öl gelangt durch einen Filterabscheider 5 und einen Fluid-Impulsdämpfer 6 in ein Magnetventil 7. Der Filterabscheider 5 hält Fremdpartikel zurück/ die die Öffnung des Impulsdämpfer 6 verstopfen könnten. Gemeinsam glätten sie die Impulse/ die vom Injektor zwecks Lieferung eines kontinuierlichen Stromes von Eichöl an das Magnetventil 7 erzeugt werden.

Das Magnetventil 7 ist ein Dreiwegeventil/ welches gemäss dar Darstellung federbelastet ist, so dass das Eichöl in den Behälter 4 abgeleitet wird. Wenn das Magnetventil 7 erregt ist, wird das Eichöl durch die Leitung 8 zusätzlichen Dreiwegeventilen 9 und

10 zugeführt, die mit entgegengesetzten Enden einer Einrichtung

11 zur Verdrängungsmessung der Durchflussmenge verbunden sind. Wie nachstehend beschrieben/ arbeiten diese beiden Ventile entgegengesetzt zueinander. Das jeweils unerregte,Ventil 9 oder 10 leitet Flüssigkeit von der Leitung 8 zum zugeordneten Ende der Messeinrichtung, wohingegen das erregte Ventil öl aus dem ihm zugeordneten Ende der Durchfluss-Messeinrichtung zurück zum Behälter 4 leitet.

Die Verdrängungs-Messeinrichturig Il für die Durchflussmenge ist in Fig. 3· in Draufsicht und in Seitenansicht in Fig. 4 dargestellt, wobei zur Erzielung einer besseren Übersichtlichkeit

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einige Teile weggebrochen sind. Die Durchfluss-Messeinrichtung ist mit einem zentralen Rahmenblock 12 versehen, der Gehäuse und 14 aufweist, die miteinander fluchtend an entgegengesetzten Enden mittels Schrauben oder sonstwie in geeigneter Weise befestigt sind und einen gemeinsamen langgestreckten Kolben 15 aufnehmen, der in Bohrungen in Zylindern 13 und 14 hin- und hergleitbar ist und variable Volumenkammern 16 und 17 bildet bzw. begrenzt. Die vergrösserte Darstellung der Fig. 5 des Bereiches A zeigt, dass der Kolben 15 von Lagern 18 gestützt und durch O-Ringe 19 abgedichtet ist, die in ringförmigen Ausnehmungen 20 angebracht sind, die ihrerseits zwischen dem zentralen Rahmenblock 12 und dem Gehäuse 13 und 14 ausgebildet sind. Die Kammern 16 und 17 sind über Leitungen 21 bzw. 22 mit den Magnetventilen 9 und 10 verbunden. Ein in der Mitte des Rahmenblockes 1 angeordneter Kanal 23 ermöglicht den Zugang zum mittleren Bereich des Kolbens 15. Eine zweiteilige Klemmeinrichtung 24, die über den mittleren Bereich des Kolbens 15 gespannt ist, steht bis über die Begrenzung des Rahmenblockes 12 vor und trägt eine Zwischenplatte oder dgl. 25. Klemmeinrichtung 24 und Zwischenplatte 25 sind durch einen Bolzen befestigt, der durch den Kolben 15 hindurchgeht.

Auf der Zwischenplatte 25 ist ein in den Figuren 3 und 4 nicht dargestellter linearer Kodierer angeordnet, der Impulse erzeugt, die der inkrementellen linearen Verschiebung des Kolbens 15 in jeder der beiden Richtungen entsprechen,, Als geeigneter linearer Kodierer kommt ein Tri-Onics optischer Kodierer in Frage« Der Lesekopf des optischen Kodierers ist an der Zwischenplatte 25

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befestigt, so dass eine kontinuierliche Reihe von Impulsen durch den Kodierer 26 erzeugt wird, wenn der Kolben innerhalb der Bohrungen in den Gehäusen 13 und 14 sich hin- und herbewegt.

Zusätzlich zu dem linearen Kodierer erzeugt ein Detektor 27, der schematisch in Fig. 1 angedeutet ist, ein Signal, wenn der Kolben 15 sich einem vorherbestimmten Punkt nahe seinem Bewegungsende in jede der beiden Richtungen nähert. Wie nachstehend beschrieben, werden diese Signale benutzt, um die Magnetventile 9 und 10 zwecks Umkehrung der Bewegungsrichtung des Kolbens zu betätigen.

Eine Kodierscheibe 28, die mit der angetriebenen Nockenwelle 3 verbunden ist, wirkt mit einem Detektor 29 zusammen, um für jeden Hub der Brennstoff-Einspritzeinrichtung 4 ein Signal zu erzeugen. Jeder geeignete Detektor kann dazu benutzt werden, wobei ein magnetischer oder optischer Detektor wahrscheinlich vorzuziehen ist.

Das Blockschaltbild gemäss Fig. 2 erläutert das Steuersystem für die Prüfeinrichtung. Die Anlaufsteuerung 30 schaltet den Motor für den Antrieb des Kraftstoff-Injektors ein; zugleich bewirkt sie eine Blockierung oder Verriegelung, um eine Inbetriebnahme der übrigen Teile und Bereiche des Systems zu verhindern, bis die Anlaufphase beendet ist. Während des Anlaufs ist das Magnetventil 7 abgeschaltet, so dass das Eichöl, welches vom Injektor gemessen wird, direkt zum Behälter 4 zurückgeführt wird. Dies bewirkt zugleich, dass in den hydraulischen Leitungen befindliche Luft entfernt wird, bevor sie in das Mess-Systeia eintreten

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kann. Nach Vollendung dieser Phase wird das Magnetventil 7 eingeschaltet, so dass die gemessene Flüssigkeit durch die Leitung 8 zur Verdrängungs-Messeinrichtung 11 für den Durchfluss geführt wird; Magnetventil-Schaltkreis 31 wird aktiviert, um entweder Magnetventil 9 oder Magnetventil 10 einzuschalten. Der Magnetventil-Schaltkreis 31 ist eine Plip-Plop-Schaltung, die jeweils eines der beiden Magnetventile 9 und 10, aber nicht beide zugleich, einschaltet. Wenn zum Zwecke der Erläuterung angenommen wird, dass der Magnetventil-Schaltkreis 31 das Magnetventil 10 einschaltet, wird Flüssigkeit vom Kraftstoffinjektor durch Leitung 7 und abgeschaltetes Magnetventil 9 zur Kammer 16 geführt. Dies bewirkt eine Bewegung des Kolbens 15 nach rechts in Fig. 1, so dass die Flüssigkeit in Kammer 17 durch das eingeschaltete Magnetventil 10 in den Behälter 4 zurückgeführt wird.

Wenn der Kolben 15 der Durchfluss-Messeinrichtung eine Hin- und Herbewegung beginnt, stellt das System für Rückstellung und Startverzögerung gemäss Block 32 der Fig. 2 den Umdrehungszähler 33 zurück bzw. auf Null und durch die Schaltung für Datentransfer und Zählwerkrückstellung gemäss Block 34 auch das Durchflusszählwerk im Block 35. Diese beiden Zählwerke werden durch die Schaltung für Rückstellung und Startverzögerung in der Ausgangsstellung während der Dauer eines Intervalls gehalten,der ausreicht,um dem hydraulischen Schaltkreis die Stabilisierung zu ermöglichen.

Am Ende der Startverzögerung werden die Zähler freigegeben; der voreingestellte Umdrehungszähler 33 beginnt, die Impulse zu zählen, die durch den Hubdetektor 29 erzeugt werden. Gleichzeitig

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werden die Impulse, die durch den linearen Kodierer 26 erzeugt werden, wenn die in die Kammer 16 eintretende Flüssigkeit im Kolben 15 des Verdrängungs-Durchfluss-Messgerätes nach rechts in Fig. 1 antreibt, in ein Rechteck-

Signal durch den Impulsformer 36 umgewandelt. Die Impulse dieses Signals werden im Impulsteiler 37 unterteilt; eine Zählung der resultierenden Impulse wird im Durchfluss-Summenzählwerk und Anzeigeantrieb 35 gespeichert. Der letztgenannte Schaltkreis ist ein im Handel erhältlicher Standard-Mikrobaustein mit einer integrierten Schaltung, wie z. B. ein Mostek MK 5007, der ein Schaltschlosssystem aufweist, in welches die akkumulierte Zählung abgeworfen und gespeichert werden kann. Demzufolge wirft, wenn der Umdrehungszähler die voreingestellte Zahl der Injektorhübe erreicht hat, die Schaltung für Datentransfer und Zählwerkrückstellung 34 die akkumulierte Zählung der aufbereiteten Impulse des linearen Kodierers im Durchfluss-Summenzählwerk in die Schaltschlösser dec Durchfluss-Summenzählwerk- und Anzeigeantrieb-Schalturig 35 und stellt sowohl den Umdrehungszähler im Block als auch den Durchfluss-Summenzähler im Block 35 zurück, so dass beide Zähler die Zählung wieder aufnehmen. Die Schaltschlösser für den Durchfluss-Summenzähler dienen als Antriebe für eine Anzeige 38, die die gespeicherte Kodierzählung anzeigt, und zwar vorzugsweise in digitaler Form. Da die Impulse des linearen Kodierers eine direkte Messung der Verschiebung des Kolbens 15 im Verdrängungs-Dufchflussmengenmesser 11 darstellen, ist der in der Anzeige 38 angezeigte Wert ein volumetrisches Mass der Flüssigkeit, die vom Injektor während der voreingestellten Anzahl von

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- 17 Injektorhüben gemessen bzw. abgegeben worden war.

Es sei jedoch angenommen, dass, bevor die voreingestellte Anzahl von Injektorhüben gezählt worden ist, der Kolben 15 des Verdrängungs-Flussmengenmessers sich dem Ende seiner Bewegung nähert. Bei Annäherung an diesen Punkt wird ein Signal, das vom Detektor 27 für die Kolbenposition erzeugt wird, in den synchronen Schaltzählkreis gemäss Block 39 gegeben. Dieser Kreis erzeugt Signale, die das Zählen durch den voreingestellten Umdrehungszähler 33 durch ein direktes Sperrsignal und durch das Durchfluss-Summenzählwerk 35 durch ein Sperrsignal, das an den Impulsform-Kreis 36 angelegt wird, beenden. Der synchrone Schaltzähler 39, der durch Impulse vom Umdrehungsdetektor 29 getaktet wird, triggert dann die Flip-Flop-Schaltung des Magnetventilschaltkreises 31, um das Magnetventil 10 im vorgenannten Beispiel abzuschalteten und Magnetventil 9 einzuschalten, wodurch die Richtung des Kolbens 15 umgekehrt wird, da die gemessene Durchflussmenge aus Leitung 8 in die Kammer 17 des Durchflussmessers geleitet und die Flüssigkeit aus Kammer 16 in den Behälter 4 geführt wird. Um eine gewisse Zeit für das Dämpfen oder Ausgleichen von transienten Schwingungen bereitzustellen, verzögert der Synchron-Schaltkreis 39 um zwei Impulse vom umdrehungsdetektor 29 das Aufheben der Sperren bezüglich des voreingestellten Umdrehungszählers 33 undρ durch den Impulsformer 36, in Bezug auf das Durchfluss-Summensählx-yerk 35 „ Die Wiederaufnahme des Zählens ist an Impulse gebunden _e die vom umdrehungsdetektor erzeugt werden„ so dass die Durchflussmessung nach, Umkehr des Kolbens immer am selben Punkte vorzugsweise am Totpunkt des Injektorhubes _f beginnt.

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Die Messeinrichtung gemäss der Erfindung erfordert nur wenige Teile, die mit besonderer Massgenauigkeit hergestellt sind, so dass diese Einrichtung im Vergleich zu bekannten Einrichtungen einfacher und damit weniger aufwendig in der Herstellung ist. Da die Einrichtung einen Durchflussmesser aufweist, der einen kontinuierlichen Fluss von Eichöl messen kann, weist die Einrichtung im Vergleich zu bekannten Prüfgeräten eine grössere Kapazität auf; sie kann für eine genaue Messung von Einspritzeinrichtungen mit einem weiten Bereich bezüglich der volumetrisehen Mengenabnahme eingesetzt werden. Da das hydraulische System zwischen den Anzeigen nicht entleert zu werden braucht, kommt als weiterer Vorteil hinzu, dass die Totzeiten zwischen den Messungen erheblich verringert werden und darüber hinaus Fehler eliminiert werden, die bei bekannten Systemen mit der Notwendigkeit, jeweils entleert zu werden, dadurch entstehen, dass Flüssigkeit im System blieb* Darüber hinaus eliminiert das System gemäss der Erfindung Messungen, die während des Schliessens und öffnens von Ventilen durchgeführt werden; die Eichung des Systems wird vereinfacht. Beides trägt zur grossen Genauigkeit des Systems bei. Fehler, die dadurch hervorgerufen werden könnten, dass Luft in der Eichflüssigkeit eingeschlossen ist,, werden dadurch eliminiert, dass die Flüssigkeit unter Druck gehalten wird, der durch die Kraft erzeugt wird,, die notwendig ist, um die Reibung der Kolbendichtungen und des linearen Kodierers zn überwinden. Dieser Druck KsIs zusammen mit dem durch den Dämpfer 6 bewirkten kontinuierlichen Fluss von Eichöl die kontinuierliche Bewegung des Kolbens 15 aufrechte um falsche Zählungen se eliminieren, die durch Anhalten und Anlaufen des Kolbens verursacht warden könnten. Eine

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andere Möglichkeit besteht darin/ diesen Druck, durch Anordnung eines Rückschlagventils in der Rückflussleitung zum Behälter 4 zu erzeugen.

Ein wesentlicher Punkt der Einrichtung gemäss der Erfindung besteht darin, dass ihre grosse Genauigkeit es ermöglicht, die Messungen unter Verwendung weniger Injektorhübe durchzuführen. Es ist allgemeine Praxis, das Eichel zu sammeln und zu messen, das während der Dauer von 100 Hüben der Einspritzeinrichtung durch diese dosiert bzw. gefördert worden war. Bei Verwendung der Einrichtung gemäss der Erfindung können Messungen mit einer Genauigkeit von 0,5% sogar für die kleinste Einspritzeinrichtung während der Dauer von nur 50 Hüben durchgeführt werden. Der Durchmesser des Kolbens 15 des vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Systems hat einen Durchmesser von etwa 15,8 mm (0,6233 Zoll); für jeden Bewegungsabschnitt von etwa 0,0254 mm (0,001 Zoll) des Kolbens wird einImpuls auf den Durchfluss-Summenzähler gegeben. D. h., dass jeder auf den Durchfluss-Summenzähler gegebene Impuls 5 mm³ Eichöl darstellt. Da die Impulse für 50 Hübe gesammelt werden, kann die Anzeige einfach dadurch, dass das Dezimalkomma der im Durchfluss-Summenzähler für 50 Hübe gesammelten Zählung um eine Stelle nach links verschoben wird, die durchschnittliche volumetrische Mengenabgabe per Hub in der Einspritzeinrichtung mit einer Auflösung bzw. Genauigkeit von 0,1 mm³ angeben.

Das Ausführungsbeispiel der. Erfindung ist für Kraftstoffeinspritzeinrichtungen vorgesehen, die eine volumetrische Mengen-

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abgabe von zwischen 50 und IQO mm³ per Hub aufweisen. Da der Durchflussmesser bezüglich seiner Grosse so gewählt ist, dass er 10 cm³ Eichöl zwischen den Bewegungsumkehrungen des Kolbens aufnimmt bzw. dosiert, würde der schlechteste Fall für den Injektor mit 500 mm³ pro Hub drei ümkehrurigen des Kolbens erfordern, um die Mengenabgabe von 50 Hüben zu messen. Da jedoch die Messung während der Umkehr eingestellt wird, wird die Genauigkeit der Anzeige aufrechterhalten. Die Einrichtung kann ohne Schwierigkeiten modifiziert werden, um grösse Kraftstoffinjektoren aufzunehmen oder Messungen über eine grössere Anzahl von Hüben durchzuführen; dies kann z. B. in der Weise geschehen, dass die Kapazität des Durchfluss-Summenzählwerkes vergrössert oder die Impulse durch einen grosseren Faktor geteilt werden.

Die Erfindung kann auch zum Messen der volumetrischen Abgabemenge von Kraftstoffpumpen der Art verwendet werden, wie sie z. B. in Systemen vorhanden sind, in denen die Kraftstoff-Einspritzeinrichturigen ohne eigene Pumpen sind. In diesem Fall zählt der Umdrehungszähler die voreingestellte Anzahl von Umdrehungen der Steuerwelle der Pumpe. Mittels verständiger Auswahl der Kodierauflösung, Kolbendurchmesser und der voreingestellten Anzahl von Umdrehungen können die den Durchfluss betreffenden Werte in verschiedenen technischen Ausdrücken bzw. Angaben angezeigt werden.

Wenngleich die Erfindung vorstehend einigermassen detailliert beschrieben worden ist, liegt es für den Fachmann auf der Hand, dass zahlreiche Modifizierungen möglich sind, die innerhalb

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- 21 des Bereiches der Erfindung liegen.

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-JZ-

Leerseite

Claims

Patentansprüche ( 1.^Vorrichtung zum Messen der volumetrisehen Abgabemenge von Kraftstoff-Einspritzsystemen oder deren Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Flüssigkeitszufuhr zum Bauteil (1), Antriebsmittel (2) für die zyklische Betätigung des Teiles (1), eine erste Einrichtung (29( zum Erzeugen von Impulsen in Abhängigkeit von der zyklischen Betätigung des Teiles (1), ein Verdrängungs-Durchflussmengen-Messer (11) mit einem Kolben (15), der in einer zylindrischen Kammer (16, 17) hin- und hergleitbar angeordnet ist, vorhanden und jedem Ende der zylindrischen Kammer (16, 17) Ventile (9, 10) zugeordnet sind, mittels welcher dem ersten Ende der zylindrischen Kammer Flüssigkeit zuführbar und aus dem entgegengesetzten Ende Flüssigkeit abführbar ist, um den Kolben (15) in Richtung auf das entgegengesetzte Ende der zylindrischen Kammer (16, 17) zu bewegen, wobei der Fluss alternierend umkehrbar ist, um den Kolben (15) in Richtung auf das erste Ende zu verschieben, und Leitungsmittel (8), mittels welcher der Ausgang des Bauteiles (1) mit den Ventilen (9) bzw. (10) verbindbar ist, um Flüssigkeit aus dem Bauteil (1) durch den Durchflussmesser (11) zu führen, und eine zweite Einrichtung (26) zum Erzeugen von Impulsen als Funktion der inkrementellen Bewegung des Durchflussmesser-Kolbens (15) und ein erster Zähler (33) zum Sammeln der Zählung der durch die erste Impuls-Erzeugungseinrichtung (29) erzeugten Impulse und ein zweiter Zähler (35) zum Sammeln der Zäh- 909848/0564 ORIGINALJNSPECTED lung der von der zweiten Impuls-Erzeugungseinrichtung (26) erzeugten Impulse und Steuermittel (27) vorgesehen sind/ die ansprechen, wenn der Kolben (15) sich einem vorherbestimmten Punkt nähert, der sich nahe jedem Ende der zylindrischen Kammer (16, 17) befindet, wodurch aufeinanderfolgend

1. erster und zweiter Zähler (33, 35) gesperrt werden,

2. die Ventile (9, 10) betätigt werden, um die Bewegung des Kolbens (15) umzukehren und

3. erster und zweiter Zähler (33 bzw. 50) wieder freigegeben werden und

Mittel (34) vorgesehen sind, die auf die Speicherung einer vorherbestimmten Zählung im ersten Zähler (33) ansprechen und aufeinanderfolgend die Zählung, die im zweiten Zähler (35) gesammelt ist, speichern und anzeigen und ersten und zweiten Zähler (33, 35) zurückstellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch l_r dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederfreigabe des ersten und des zweiten Zählers (33, 35) durch das Steuermittel (27) durch ein Signal aus der ersten Impuls-Erzeugungseinrichtung (29) steuerbar ist, wodurch die Zählung immer am selben Punkt im Arbeitszyklus des Bauteiles (1) wieder aufgenommen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungs-Durchflussmengen-Messer (11) einen zentralen Rahmenblock (12) und zwei Gehäuse (13, 14) aufweist, die an entgegengesetzten Enden des Rahmenblockes (12) angebracht und mit miteinander axial fluchtenden, einander gegenüberliegenden zylin-

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drischen Kammern (16, 17) versehen sind, und jeweils ein Endbereich des Kolbens (15) gleitbar innerhalb jeweils einer der zylindrischen Kammern (16/ 17) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) des Einspritzsystems eine Kraftstoffpumpe ist und die erste Impuls-Erzeugungseinrichtung die Impulse als Funktion der Umdrehungen der Pumpenwelle erzeugt.

5. Vorrichtung nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) des Einspritzsystems ein Kraftstoffinjektor ist und die erste Impuls-Erzeugungseinrichtung (29) Impulse als Funktion der Hübe des Kraftstoffinjektors erzeugt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung Dämpfeinrichtungen (6) angeordnet sind, um die Pulsation in der vom Injektor (1) fliessenden Flüssigkeit zu dämpfen und einen kontinuierlichen Fluss der Flüssigkeit zum Verdrängungs-Durchflussmesser (11) zu bewirken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
dass Einrichtungen (32) zum Verzögern des Anlaufs vorgesehen sind, die ersten Zähler (33) und zweiten Zähler (35) während eines vorbestimmten Intervalls nach dem Einlauf sperren, damit der Fluss des Mediums zum Verdrängurigs-Durchflussmeter (11) sich stabilisiert.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Steuermittel (39) aufweist, die die Wiederfreigabe des ersten Zählers (33) und des zweiten Zählers (35) nach Umkehr der Bewegung des Kolbens (15) des Verdrängungs-Durchflussmeters (11) verzögern, bis die Kolbenbewegung in der neuen Richtung sich stabilisiert hat.

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