DE3046768C2

DE3046768C2 - Vorrichtung zum Messen des Öffnungsdrucks von Kraftstoff-Einspritzdüsen

Info

Publication number: DE3046768C2
Application number: DE19803046768
Authority: DE
Inventors: Walter Hart Krachler; Wilhelm Graz Kunzfeld
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-12-19
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1986-09-18
Also published as: ATA802179A; DE3046768A1; AT382430B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Öffnungsdrucks von Kraftstoff-Einspritzdüsen mit einem ersten Druckaufnehmer zur Ermittlung des Kraftstoffdrucks zu Beginn der Öffnungsphase einer zu messenden Einspritzdüse, der in einer an die Einspritzdüse anschließbaren Kraftstoffzuleitung angeordnet ist. Es sind Meßvorrichtungen der genannten Art bekannt, bei welchen der Beginn der Öffnung der Einspritzdüse, also der Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoffdruck in der Zuleitung gemessen werden soll, durch Erfassung des Beginns der Bewegung der !Düsennadel er-' mittelt wird. Der Hub der busennadel wird dabei kapazitiv, induktiv, oder auf andere Weise gemessen, wozu ein Eingriff in die Einspritzdüse im Bereich der Düsennadel erforderlich ist. Damit ist die Anwendung dieser Vorrichtung zum Messen des Öffnungsdrucks in nachteiliger Weise auf stichprobenartige Untersuchungen begrenzt; eine routinemäßige Kontrolle, z. B. von fertigen serienmäßigen Einspritzdüsen vor der Auslieferung im Herstellerwerk, ist damit nicht möglich.

In der Zeitschrift »Krafthand«, 1971, Heft 16, ist eine Meßvorrichtung beschrieben, mit der der Öffnungsdruck am Anfang des Abspritzvorganges bestimmt werden kann. Bei dieser Meßvorrichtung wird aber der Kraftstoffdruck laufend gemessen, und die eigentliche Öffnungsdruckmessung besteht nur darin, daß c'^:.e die Einspritzdüse prüfende Person zum Zeitpunkt des Be-

jo ginns des Abspritzvorganges eben den angezeigten Druckwert abliest Es ist daher in hohem Maße von der die Prüfung durchführenden Person abhängig, ob bzw. mit welcher Genauigkeit überhaupt eine Öffnungsdruckmessung durchgeführt werden kann.

es ist weiters ein Meßgerät zur Ermittlung des Einspritzgesetzes von Kraftstoffeir.spritzanlagen für Brennkraftmaschinen bekannt (siehe DE-AS 11 61 082), bei dem die zu prüfende Düse mittels eines Halters in einen Meßkörper eingesetzt wird, in dem das eine Ende einer Meßrohrleitung fest angeordnet ist Der Querschnitt des Meßrohres ist möglichst konstant ausgeführt und an der Meßstelle im Meßkörper genau kalibriert An der Meßstelle besitzt das Meßrohr auf seiner Außenseite einen Drehmeßstreifen, der durch eine elektrisehe Leitung unter Zwischenschaltung einer Brücke mit einem Kathodenstrabloszillographen verbunden ist Dieser macht die durch die Druckänderungen an der Meßstelle bewirkten Längenänderungen des Dehnmeßstreifens auf seinem Bildschirm sichtbar. Das andere Ende der Meßrohrleituug ist mit einer Drossel und einem Überdruckventil versehen.

Dieses Meßgerät hat den Zweck, den Verlauf des absoluten Wertes des Druckes an der Meßstelle, also nach der Düse, über die Zeit zu ermitteln. Der abgelesene Druck entspricht dabei jedoch nur dann den Einspritzgesetzen, wenn die aus der Düse ausströmende Kraftstoffmenge eine vorlaufende Druckwelle verursacht, welche zu einem Zeitpunkt retour läuft, zu dem der Einspritzvorgang bereits beendet ist.

Schließlich ist aus der DE-OS 24 01 535 ein Verfahren zur Bestimmung des Einspritzbeginns von Kraftstoff bei Einspritzbrennkraftmaschinen beschrieben, bei dem der durch die Verdrängung der Leckölmenge im Leckölraum hervorgerufene Druckanstieg durch Einwirkung auf einen Druckaufnehmer zur Auslösung eines Signals dient Mit anderen Worten, es wird hier der Beginn des Einspritzvorganges durch den Druckanstieg im Leckölraum ermittelt. Der Ki aftstoffdruck selbst wird bei diesem Vorschlag offensichtlich nicht gemessen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Ausführungen zu beseitigen und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels der der Öffnungsdruck der Einspritzdüse, also der Druck von der Düse im Zeitpunkt der Einspritzung genau ermittelt werden kann, ohne daß dabei ein Eingriff in die fertige Einspritzdüse vorgenommen wird. Weiters soll auch eine routinemäßige Kontrolle der Düsen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Weise vorgenommen werden können.

60.,..; Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch •Jgelöst, daß, die Einspritzdüse mit Jhrer Düsenspitze in

" 'einen Druckraum eines mit einem zweiten Druckaufnehmer zur Bestimmung des Beginns der Öffnungsphase der Einspritzdüse versehenen Mündungsstücks ein-

&5 setzbar ist, daß an den Druckraum ein verengter Kanal zur Kraftstoffableitung angeschlossen ist, daß der erste und zweite Druckälifnehmer den gemessenen Drücken entsprechende elektrische Signale einer elektronischen

Auswcrieeinrichtung zuführen, und daß die elektronische Auswerteeinrichlung beim Erreichen eines vorbestimmten Pegels des ihr vom zweiten Druckaufnehmer zugeführten Signals das gleichzeitig vom ersten Druckaufnehmer zugeführte Signal zur Ermittlung des öffnungsdruck^ der Einspritzdüse auswertet

Der Zeitpunkt für die Messung des Öffnungsdrucks durch den in der Kraftstoffzuleitung angeordneten Druckaufnehwier wird sohin aus dem Ansprechen des zweiten Druckaufnehmers abgeleitet, welcher den beginnender, Einspritzvorgang, also den Beginn der öffnung der Einspritzdüse, durch einen Druckanstieg im Druckraum registriert Damit ist zur Feststellung des Öffnungsbeginns der Einspritzdüse keine Veränderung an derselben notwendig, was auf einfache Weise eine gegebenenfalls automatisierte Kontrolle ermöglicht Sobald nämlich das einen Druckanstieg im Druckraum, also den Beginn der Nadelöffnung, anzeigende Signal des zweiten Druckaufnehmers einen bestimmten Pegel erreicht hat wird das Signal des an der Kraftstoffleitung messenden ersten Druckaufnehmers ausgewertet Durch Erhöhung des auslösenden Signalpegels können beispielsweise Störsignale auf einfache Art and Weise ausgeschaltet werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der dem Mündungsstück zugeordnete zweite Druckaufnehmer in dem als Bohrung mit relativ kleinem Durchmesser ausgebildeten Kanal angeordnet Dabei wird durch die Austrittsbohrung aus dem Druckraum, die einen relativ kleinen Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser des Druckraumes aufweist der für die Gewinnung eines den Öffnungsbeginn kennzeichnenden Signals notwendige Druckaufbau in dem im Mündungsstück gebildeten Druckraum gewährleistet.

Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung kann die Auswerteeinrichtung aus den Signalen des ersten und zweiten Druckaufnehmers außer dem jeweiligen Öffnungsdruck einen Mittelwert des Öffnungsdrucks über mehrere Öffnungsvorgänge und die zugehörigen Standardabweichungen ermitteln. Dies ist besonders vorteilhaft für den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur routinemäßigen Kontrolle von fertigen Einspritzdüsen.

Schließlich ist es erfindungsgemäB möglich, daß in die elektronische Auswerteeinrichtung ein oberer und ein unterer zuverlässiger Grenzwert für den öffnungsdruck eingespeichert sind, und daß die Auswerteeinrichtung durch Vergleich des gemessenen Öffnungsdruckes mit diesen Grenzwerten eine »gut-schlechtw-Aussage über die Qualität der gemessenen Einspritzdüse erstellt Damit kann der Meßbetrieb auf einfache Weise automatisiert und fehlerhafte Einspritzdüsen — also solche, deren öffnungsdruck außerhalb eines bestimmten Streubandes liegt — können aufgrund der erhaltenen Aussage unmittelbar aussortiert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. zeigt eine teilweise schematisch dargestellte erjfjndungsgemäße Vorrichtung zum Messen des öff-■*nurigsdrucks und

F i g. 2 die zugehörigen Druck/Zeit-Diagramme.

Eine Einspritzdüse 1 ist gemäß Fig. 1 in eine ein Mündungsstück 2 und ein Anschlußstück 3 für eine Kraftstoffzuleitung 4 aufweisende, ansonsten nicht näher dargestellte Meßvörrichtung eingesetzt Das Anschlußstück 3 ist am Zuleitungsgewinde 5 der Einspritzdüse abgedichtet angeschlossen, wodurch die Kraftstoffzuleitung zur Einspritzdüse 1 gesichert ist

Die Spitze 6 der Einspritzdüse ί ist in eine durchgehende, im Durchmesser abgestufte Bohrung 7 des Mündungsstückes 2 eingesetzt und mittels einer zwischen einer Schulter 8 an der Einspritzdüse und einem Absatz 9 der Bohrung 7 angeordneten Dichtung to gegen den düsenseitigen Raum außerhalb des Mündungsstückes abgedichtet Dadurch kommt die Innenseite der Meß-Vorrichtung mit dem Kraftstoff praktisch nicht in Berührung, sofern eine entsprechende Kraftstoffabieitung vorhanden ist

Die Spitze 6 der eingesetzten Einspritzdüse 1 ragt in einen vom mittleren Bereich 11 der Bohrung 7 gebildeten Druckraum 12, in welchen die Einspritzdüse 1 nach Öffnen der nicht dargestellten Kraftstoffbohrungen den über die Zuleitung 4 zuströmenden Kraftstoff einspritzt An der der eingesetzten Einspritzdüse 1 gegenüberliegenden Seite der abgestuften Bohrung 7 weist diese einen Bereich 13 mit kleinerem Durchmesser auf, welcher Bereich den mittleren Bereich 11 der abgestuften Bohrung mit dem der eingesetzten Einspritzdüse gegenüberliegenden Außenraum verbindet
An der mittels des Anschlußstückes 3 mit der Einspritzdüse 1 verbundenen Kraftstoffzuleitung 4 ist nahe dem Anschlußstück 3 ein Druckaufnehmer 14, z. B. ein elektrischer DMS-Druckaufnehmer, angeordnet, welcher seine dem gemessenen Druck in der Kraftstoffzuleitung 4 proportionalen Signale über eine Ableitung 15 an eine nicht dargestellte elektronische Schaltung abgibt Ein zweiter Druckaufnehmer 16, ebenfalls auf elektrischer Basis, ist im Bereich 13 der abgestuften Bohrung 7 angeordnet und in nicht dargestellter Weise ebenfalls mit der elektronischen Schaltung verbunden.

Anhand der F i g. 2 sei das Arbeitsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung erklärt:

Die Kurve 14' stellt dabei das Oruck(p)/Ze\t(t) -Diagramm des Druckaufnehmers 14 an der Kraftstoffzuleitung 4 und die Kurve 16' das DruckfpJ/Zeit^-Diagramm des zweiten Druckaufnehmers 16 im Druckraum 12 bzw. im Bereich 13 der abgestuften Bohrung 7 des Mündungsstückes 2 dar.

Entsprechend der Kurve 14' entsteht aufgrund der Dynamik des Fördervorganges der — für die Erfindung nicht wesentlichen und daher nicht weiter beschriebenen — Einspritzpumpe ein gewisser Verlauf des vom Druckaufnehmer 14 gemessenen Druckanstieges in der Kraftstoffzuleitung 4. Bis zu einer Zeit ίο baut sich auf diese Weise der Druck in der Kraftstoffzuleitung 4 und damit auch in der Einspritzdüse 1 weiter auf. Ab dem Zeitpunkt ίο, welcher den Öffnungsbeginn der Einspritzdüse 1 bedeutet sinkt eier Kraftstoffdruck in der Zuleitung 4 gemäß der Kurve 14' nach einem im Zusammenhang mit der Erfindung unwesentlichen Verlauf wieder bis auf den Wert, der vor Beginn des Druckaufbaues in der Zuleitung geherrscht hat, ab.

Die Zeit fo, also der Beginn der Öffnung der Einspritzdüse, wird nun g"mäß der Erfindung so ermittelt, daß der Fußpunkt des Druckanstieges im Druck-/Zeit-Diagramm nach der Kurve 16' — also der Beginn des •^Druckanstieges inrnDruckraum 12 —_;d2rn Zeitpunkt fo ■^gleichgesetzt wird; oder anders ausgedrückt: sobald ein Druckanstieg gemäß der Kurve 16' vom Druckaufnehmer 16 registriert w ird, wird der Druck, welcher gemäß

Kurve 14' in der Kraftstoffzuleitung 4 herrscht, gemessen, was den Öffnungsdruck Pö der Einspritzdüse ergibt. Der Zeitpunkt i₀ kann aber zur Vermeidung von Störsignalen aus der Kurve i6' z. B. auch dadurch erhalten

werden, daß die Zeit der Überschreitung eines gewissen vorwählbaren Signalpegels als Öffnungsbeginn festgelegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen des Öffnungsdrucks von Kraftstoff-Einspritzdüsen mit einem ersten Druckaufnehmer zur Ermittlung des Kraftstoffdrucks zu Beginn der Öffnungsphase einer zu messenden Einspritzdüse, der in einer an die Einspritzdüse anschließbaren Kraftstoffzuleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (1) mit ihrer Düsenspitze (6) in einen Druckraum (12) eines mit einem zweiten Druckaufnehmer (16) zur Bestimmung des Beginns der Öffnungsphase der Einspritzdüse versehenen Mündungsstücks (2) einsetzbar ist, daß an den Druckraum ein verengter Kanal (13) zur Kraftstoffableitung angeschlossen ist, daß der erste und zweite Di-uckaufhehmer (14,16) den gemessenen Drücken entsprechende elektrische Signale einer elektronischen Auswetteeinrichtung zuführen, und daß die elektronische Auswerteeinrichtung beim Erreichen eines vorbestimmten Pegels des ihr vom zweiten Druckaufnehmer (16) zugeführten Signals das gleichzeitig vom ersten Druckaufnehmer (14) zugeführte Signal zur Ermittlung des Öffnungsdrucks der Einspritzdüse auswertet

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Mündungsstück (2) zugeordnete zweite Druckaufnehmer (16) in dem als Bohrung mit relativ kleinem Durchmesser ausgebildeten Kanal (13) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die A.uswerteeinrichtung aus den Signalen des ersten und zwei'-Ji Druckaufnehmers (14, 16) außer dem jeweiligen öffnungsdruck einen Mitiehveri des öffnungsdrucks über mehrere Öffnungsvorgänge und die zugehörigen Standardabweichungen ermittelt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die elektronische Auswerteeinrichtung ein oberer und ein unterer zulässiger Grenzwert für den öffnungsdruck eingespeichert sind und daß die Auswerteeinrichtung durch Vergleich des gemessenen Öffnungsdrucks mit diesen Grenzwerten eine »gut-schlecht«-Aussage über die Qualität der gemessenen Einspritzdüse erstellt.