DE4242662C2

DE4242662C2 - Device for measuring the injection quantities of injection pumps

Info

Publication number: DE4242662C2
Application number: DE4242662A
Authority: DE
Inventors: Armin Ruoff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2012-12-18
Also published as: ITMI932563A0; DE4242662A1; IT1265378B1; ITMI932563A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Messen der Ein spritzmengen von Einspritzpumpen für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen Vorrichtungen werden zwei unterschiedliche Meßmethoden angewandt, zum einen die offene Ab spritzmethode und zum anderen die geschlossene Abspritzmethode. Bei der offenen Abspritzmethode wird die Prüfflüssigkeit von der Ein spritzdüse ins Freie abgespritzt, d. h. vor der Einspritzdüse herrscht äußerer Atmosphärendruck. Bei dieser Abspritzmethode kommt es direkt hinter der Einspritzdüse zu hohen Dampf- und Aerosolbil dungen, da kein wesentlicher Gegendruck aufgebaut wird. Bei der ge schlossenen Abspritzmethode wird in eine unter Druck stehende Prüf ölflüssigkeit abgespritzt. Damit kann die Aerosolbildung vermieden und die Dampfbildung reduziert werden. Bei derartigen geschlossenen Abspritzsystemen setzen sich jedoch Druckspitzen des Einspritzvor ganges bis zum eigentlichen Meßelement fort, so daß kein schnelles, kontinuierliches Messen möglich ist. Aus der DE 33 07 243 A1 ist es weiterhin bekannt, in einem quasi geschlossenen Meßsystem den Ein spritzvorgang in einer unter Druck stehenden Gasatmosphäre auszu führen. Damit wird zwar ein Gegendruck an der Einspritzstelle aufge baut und Druckspitzen werden aufgrund der Kompressibilität des Gases vermindert, eine Dampf- bzw. Aerosolbildung ist jedoch nicht immer zu vermeiden.The invention is based on a device for measuring the A injection quantities of injection pumps for internal combustion engines according to the Genus of the main claim. In such devices, two different methods of measurement applied, on the one hand the open Ab spraying method and on the other hand the closed spraying method. at In the open spraying method, the test liquid is spray nozzle sprayed outside, d. H. in front of the injector there is external atmospheric pressure. With this spray method comes it directly behind the injector to high vapor and aerosol levels because no significant counter pressure is built up. At the ge closed spraying method is in a pressurized test hosed oil liquid. This can avoid aerosol formation and the formation of steam can be reduced. With such closed Spray systems, however, set pressure peaks in the injection continues to the actual measuring element, so that no fast, continuous measurement is possible. From DE 33 07 243 A1 it is also known in a quasi-closed measuring system spraying in a pressurized gas atmosphere to lead. A back pressure is indeed applied at the injection point builds and pressure peaks are due to the compressibility of the gas reduced, but vapor or aerosol formation is not always to avoid.

Zur Vermeidung von Druckspitzen bzw. zur Beruhigung des einge spritzten Volumenstroms ist darüberhinaus aus der DE 33 31 949 A1 ein sog. Spritzdämpfer bekannt. Dabei ist zwischen der Einspritzdüse und dem eigentlichen Meßelement ein Spritzdämpfer angeordnet, bei dem das Einspritzfluid (Prüföl) durch den Zwischenraum zwischen einem Gewindestück und einer Verschlußschraube durchgeführt wird. Die Gewinde dieser beiden Bauelemente sind in ihrer Steigung und Steigungsrichtung unterschiedlich, so daß ein labyrinthartiger Durchgangsraum ausgebildet wird. In diesem labyrinthartigen Durch trittsraum wird der Einspritzstrahl beruhigt. Ein derartiger Spritz dämpfer wird jedoch in einem offenen Meßsystem eingesetzt, d. h. vor der Einspritzdüse wird kein bzw. nur ein geringer Gegendruck aufge baut. Trotz der Dämpfung kommt es hier zu Dampf- bzw. Aerosolbil dungen, so daß ein schnelles, kontinuierliches Messen nicht möglich ist. Würde man eine derartige Spritzdämpfungseinrichtung in einem geschlossenen Meßsystem anwenden, würden sich Druckspitzen dennoch bis zum eigentlichen Meßelement fortpflanzen.To avoid pressure peaks or to calm down the injected volume flow is also from DE 33 31 949 A1 a so-called spray damper known. It is between the injector and the actual measuring element arranged a spray damper, at which the injection fluid (test oil) through the space between a threaded piece and a screw plug is carried out. The threads of these two components are in their pitch and Slope direction different, so that a labyrinthine Passage space is formed. In this labyrinthine way the injection jet is calmed. Such a splash However, the damper is used in an open measuring system, i. H. in front little or no back pressure is applied to the injector builds. Despite the damping, there is steam or aerosol balance so that a quick, continuous measurement is not possible is. Would one such a spray damping device in one closed measurement system, pressure peaks would nevertheless propagate to the actual measuring element.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Einspritzmengen von Einspritzpumpen für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine schnelle, kontinuierliche Messung möglich ist. Eine Dampf- bzw. Aerosolbildung beim Einspritzvorgang wird durch die Anwendung des geschlossenen Meßsystems wirksam verhindert. Darüberhinaus wird weiterhin verhindert, daß sich Druckspitzen des Einspritzvorgangs zum eigentlichen Meßelement fortpflanzen, so daß sich an diesem schnell und direkt das eingespritzte Volumen bestimmen läßt. The device according to the invention for measuring the injection quantities of Injection pumps for internal combustion engines with the characteristic Features of the main claim has the advantage that a fast, continuous measurement is possible. A steam or Aerosol formation during the injection process is prevented by using the closed measuring system effectively prevented. Furthermore, further prevents pressure peaks in the injection process propagate to the actual measuring element, so that this the injected volume can be determined quickly and directly.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung er geben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Further advantages and advantageous developments of the invention he result from the subclaims and the description.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Be schreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig. 1 den schematisch dargestellten Aufbau der Vorrichtung und in Fig. 2 einen Schnitt durch die Spritzdämpfungseinrichtung.An embodiment of the invention is explained in more detail in the following description and drawing. The latter shows in Fig. 1 the schematically illustrated construction of the device and in Fig. 2 shows a section through the spray damping device.

Description of the embodiment

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird eine Prüfflüssig keit (Prüföl) aus einem Behälter 10 von einer Einspritzpumpe 11 an gesaugt und über eine Druckleitung 12 einer Einspritzdüse 13 zuge führt. Diese Einspritzdüse 13 ist mit einem Düsenhalter 14 in eine Spritzdämpfungseinrichtung 15 eingesetzt. Vom Ausgang 16 dieser Spritzdämpfungseinrichtung 15 führt eine Meßleitung 17 zum eigent lichen Meßelement 18. Dieses Meßelement 18 (Volumenmeßeinrichtung) kann, wie dargestellt, ein Meßglas sein, es ist jedoch auch die Ver wendung einer Meßzelle oder anderer Volumenmeßeinrichtungen möglich.In the device shown in FIG. 1, a test liquid (test oil) is sucked out of a container 10 by an injection pump 11 and fed to an injection nozzle 13 via a pressure line 12 . This injection nozzle 13 is inserted with a nozzle holder 14 into an injection damping device 15 . From the output 16 of this spray damping device 15 leads a measuring line 17 to the measuring element 18th union. This measuring element 18 (volume measuring device) can, as shown, be a measuring glass, but it is also possible to use a measuring cell or other volume measuring devices.

Die in Fig. 2 näher dargestellte Spritzdämpfungseinrichtung 15 hat ein zylindrisches Gehäuse 20, in das ein Oberteil 21 eingesetzt ist. Das Oberteil 21 hat eine durchgehende Längsbohrung 22 mit einem ko nischen Aufnahmeabschnitt 23. In diesen Aufnahmeabschnitt 23 wird der Düsenhalter 14 mit der Einspritzdüse 13 so eingesetzt, daß die Einspritzöffnung in die Längsbohrung 22 gerichtet ist und die Ein spritzrichtung im wesentlichen in Achsrichtung des Gehäuses 20 liegt. Der Düsenhalter 14 wird durch eine nicht dargestellte Über wurfmutter dicht mit dem Oberteil 21 verbunden. Dazu ist an dessen Außenseite ein entsprechendes Außengewinde 24 ausgebildet. An der Unterseite 25 des Oberteils 21 ist die eine Stirnseite eines Balg elementes 27 befestigt, z. B. verschweißt. Dieses Balgelement 27 umfaßt die Längsbohrung 22 des Oberteils 21 und besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Metall. Dieses Balgelement 27 ist im wesent lichen längselastisch und so im Gehäuse 20 geführt, daß es bei einer Längenänderung nicht an der Wandung des Gehäuses 20 anliegt bzw. reibt.The spray damping device 15 shown in more detail in FIG. 2 has a cylindrical housing 20 into which an upper part 21 is inserted. The upper part 21 has a continuous longitudinal bore 22 with a ko African receiving section 23rd In this receiving section 23 , the nozzle holder 14 is inserted with the injection nozzle 13 so that the injection opening is directed into the longitudinal bore 22 and the injection direction is essentially in the axial direction of the housing 20 . The nozzle holder 14 is tightly connected to the upper part 21 by a nut, not shown. For this purpose, a corresponding external thread 24 is formed on the outside thereof. On the underside 25 of the upper part 21 one end face of a bellows element 27 is fastened, for. B. welded. This bellows element 27 comprises the longitudinal bore 22 of the upper part 21 and is preferably made of a suitable metal. This bellows element 27 is in wesent union longitudinally elastic and guided in the housing 20 so that it does not abut or rub against the wall of the housing 20 when there is a change in length.

Die untere Stirnseite 28 des Balgelementes 27 liegt auf einem Ring element 29 auf und ist fest und dicht mit diesem verbunden. Dieses Ringelement 29 ist Teil eines Unterteils 30 und hat einen umlaufen den Rand 31, der längsverschieblich im Inneren des Gehäuses 20 ge führt ist. An die Unterseite des Ringelementes 29 schließt sich ein Hohlzylinder 32 an, in den ein Anschlußstück 33 eingeschraubt ist. An die Oberseite des Ringelementes 29 schließt sich ein hohlzylin drisches Ventilgehäuse 34 an, das in das Innere des Balgelementes 27 ragt, ohne dieses zu berühren. Die Oberseite 35 des Ventilgehäuses 34 hat eine nach innen eingezogene Ventilöffnung 36, an der ein ke gelförmiger Ventilsitz 37 ausgebildet ist. Im Inneren des Ventilge häuses 34 ist ein etwa becherförmiges Ventilglied 38 geführt, dessen kegelförmiger Ventilkörper 39 mit dem Ventilsitz 37 zusammenwirkt. Das Ventilglied 38 wird durch eine Druckfeder 41 in Schließrichtung beaufschlagt. Diese stützt sich andererseits an der Grundplatte 42 eines Ventilführungselementes 43 ab, dessen zylindrischer Führungs körper 44 in das Innere des Ventilglieds 38 ragt. Das Ventilfüh rungselement 43 ist in das Innere des Ventilgehäuses 34 eingesetzt und durch einen Sicherungsring 45 fixiert. Die Grundplatte 42 des Ventilführungselementes 43 ist mit - nicht dargestellten - Durch gängen versehen, durch die das Prüföl ohne wesentliche Drosselver luste durchtreten kann. The lower end face 28 of the bellows element 27 lies on a ring element 29 and is firmly and tightly connected to it. This ring member 29 is part of a lower part 30 and has a circumferential edge 31 which is longitudinally displaceable inside the housing 20 leads GE. At the bottom of the ring member 29 is a hollow cylinder 32 , into which a connector 33 is screwed. At the top of the ring member 29 is a hollow cylin drical valve housing 34 , which projects into the interior of the bellows member 27 without touching it. The upper side 35 of the valve housing 34 has an inwardly drawn valve opening 36 , on which a ke-shaped valve seat 37 is formed. In the interior of the Ventilge housing 34 is an approximately cup-shaped valve member 38 , the conical valve body 39 cooperates with the valve seat 37 . The valve member 38 is acted upon by a compression spring 41 in the closing direction. This is based on the other hand on the base plate 42 of a valve guide element 43 , the cylindrical guide body 44 projects into the interior of the valve member 38 . The Ventilfüh approximately element 43 is inserted into the interior of the valve housing 34 and fixed by a retaining ring 45 . The base plate 42 of the valve guide element 43 is provided with passages - not shown - through which the test oil can pass through without significant throttling losses.

Das Anschlußstück 33 an der Unterseite des Hohlzylinders 32 hat eine durchgehende Längsbohrung 47, in die eine Einschraubdrossel 48 ein gesetzt ist. An die im Inneren des Hohlzylinders 32 befindliche Stirnseite des Anschlußstückes 33 schließt sich ein etwa hutförmiges Filterelement 49 an, durch das Prüföl, das durch die Grundplatte 42 strömt, hindurchtreten kann und zur Einschraubdrossel 48 gelangt. Diese Einschraubdrossel 48 ist über die Längsbohrung 47 mit einem Anschlußnippel 53 verbunden, an den die Meßleitung 17 angeschlossen wird.The connector 33 on the underside of the hollow cylinder 32 has a continuous longitudinal bore 47 into which a screw-in throttle 48 is inserted. An approximately hat-shaped filter element 49 adjoins the end face of the connecting piece 33 located in the interior of the hollow cylinder 32 , through which test oil which flows through the base plate 42 can pass and reaches the screw-in throttle 48 . This screw-in throttle 48 is connected via the longitudinal bore 47 to a connecting nipple 53 to which the measuring line 17 is connected.

An der dem Balgelement 27 abgewandten Unterseite des Ringelementes 29 liegt das eine Ende einer Druckfeder 50 an, die den Hohlzylinder 32 umfaßt, ohne diesen zu berühren. Das andere Ende der Druckfeder liegt an einer Scheibe 51 an, die durch einen Sicherungsring 52 im Bereich des Anschlußstückes 33 im Gehäuse 20 fixiert ist. Die Scheibe 51 umfaßt ringförmig den Hohlzylinder 32 des Unterteils 30 ohne diesen zu berühren, so daß das gesamte Unterteil 30 längsver schieblich im Gehäuse 20 geführt ist.On the underside of the ring element 29 facing away from the bellows element 27 lies one end of a compression spring 50 which encompasses the hollow cylinder 32 without touching it. The other end of the compression spring rests on a disk 51 , which is fixed in the housing 20 by a locking ring 52 in the region of the connecting piece 33 . The disk 51 comprises the hollow cylinder 32 of the lower part 30 in an annular manner without touching it, so that the entire lower part 30 is slidably guided in the housing 20 .

Im Betrieb der Vorrichtung zum Messen der Einspritzmenge ist die Spritzdämpfungseinrichtung 15 vollständig mit Prüföl gefüllt, d. h. sowohl der Innenraum des Balgelementes 27 und die Längsbohrung 22, als auch der Innenraum des Ventilgehäuses 34 und des Hohlzylinders 32 sowie die Längsbohrung 47 hinter der Einschraubdrossel 48 samt Meßleitung 17 sind vollständig mit Prüföl aufgefüllt. Die Vor spannung der Druckfeder 41 des Druckventils 40 ist so gewählt, daß das Ventilglied 38 bereits bei geringen Drücken vom Ventilsitz 37 abhebt. Beim Betrieb der Einspritzpumpe 11 spritzt das Einspritzven til 13 in das Innere der Längsbohrung 22 und damit in das Innere des Balgelementes 27. Aufgrund des sich dabei erhöhenden Druckes öffnet das Druckventil 40, so daß sich dieser Druck auch im Innenraum des Ventilgehäuses 34 bzw. im Innenraum des Hohlzylinders 32 vor der Einschraubdrossel 48 aufbaut. Durch das eingespritzte Volumen und die damit bedingte Volumenzunahme längt sich das Balgelement 27 aus, wobei die Wirkung der Druckfeder 50 dieser Bewegung entgegengerich tet ist. Aufgrund der Wirkung der Druckfeder 50 stellt sich ein Gleichgewichtszustand zwischen der Kraft aufgrund der Wirkung der Druckfeder 50 und der Druckkraft zur Förderung eines Volumenstroms durch die Einschraubdrossel 48 ein. Dieser Gleichgewichtszustand wird bestimmt durch die Vorspannung der Druckfeder 50 und durch den sich vor der Einschraubdrossel 48 aufbauenden Druck, der im wesent lichen durch die Abmessungen der Einschraubdrossel 48 bestimmt wird. Aufgrund der Wirkung der Einschraubdrossel 48 und der Druckfeder 50 stellt sich ein stabiler Förderzustand durch die Einschraubdrossel 48 ein. Volumenschwankungen werden durch die Längenänderungen des Balgelementes 27 ausgeglichen. Durch das Zusammenwirken des Balgele mentes 27, der Druckfeder 50 und der Einschraubdrossel 48 ergibt sich ein Regelsystem, durch das ein kontinuierlicher, gleich mäßiger Förderstrom ermöglicht wird. Das Balgelement 27 ist dazu so ausgebildet, daß eine Volumenzunahme im wesentlichen nur zu einer Längenänderung, nicht jedoch zu einem Aufblähen des Balgelementes 27 führt. Durch das Druckventil 40 ist gewährleistet, daß bereits bei kleinen Fördermengen ein Gegendruck aufgebaut bzw. erhalten wird und daß vor allem beim Wechseln der Einspritzdüse bzw. des Düsenhalters ein Leerlaufen des Innenraumes des Balgelementes verhindert wird.During operation of the device for measuring the injection quantity, the spray damping device 15 is completely filled with test oil, i.e. both the interior of the bellows element 27 and the longitudinal bore 22 , as well as the interior of the valve housing 34 and the hollow cylinder 32 and the longitudinal bore 47 behind the screw-in throttle 48 together with the measuring line 17 are completely filled with test oil. Before the tension of the compression spring 41 of the pressure valve 40 is selected so that the valve member 38 lifts off the valve seat 37 even at low pressures. During operation of the injection pump 11, the injection valve 13 injects into the interior of the longitudinal bore 22 and thus into the interior of the bellows element 27 . Due to the increasing pressure, the pressure valve 40 opens, so that this pressure also builds up in the interior of the valve housing 34 or in the interior of the hollow cylinder 32 in front of the screw-in throttle 48 . Due to the injected volume and the resulting increase in volume, the bellows element 27 extends, the action of the compression spring 50 countering this movement. Due to the action of the compression spring 50 , a state of equilibrium is established between the force due to the action of the compression spring 50 and the compression force for promoting a volume flow through the screw-in throttle 48 . This state of equilibrium is determined by the prestress of the compression spring 50 and by the pressure building up in front of the screw-in throttle 48, which pressure is essentially determined by the dimensions of the screw-in throttle 48 . Due to the action of the screw-in throttle 48 and the compression spring 50 , the screw-in throttle 48 establishes a stable delivery state. Volume fluctuations are compensated for by the changes in length of the bellows element 27 . The interaction of the Balgele element 27 , the compression spring 50 and the screw-in throttle 48 results in a control system by which a continuous, even flow rate is made possible. The bellows element 27 is designed such that an increase in volume essentially only leads to a change in length, but not to an inflation of the bellows element 27 . The pressure valve 40 ensures that a counter pressure is built up or maintained even with small delivery quantities and that the interior of the bellows element is prevented from running dry, especially when changing the injection nozzle or the nozzle holder.

Claims

1. Device for measuring the injection quantities of injection pumps ( 11 ) for internal combustion engines with an injection nozzle ( 13 ) and a volume measurement device ( 18 ) acted upon by the latter, wherein an injection damping device ( 15 ) is arranged between the volume measurement device ( 18 ) and the injection nozzle ( 13 ), thereby characterized marked that the spray damping device ( 15 ) contains a longitudinally elastic collecting hollow body ( 27 ), a co-operating with this element ( 50 ) and an output-side throttle device ( 48 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the longitudinally elastic collecting hollow body ( 27 ) is a metal bellows.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the throttle device ( 48 ) is preceded by a pressure holding valve ( 40 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the pressure holding valve ( 40 ) inside the longitudinally elastic collecting hollow body ( 27 ) is arranged.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the longitudinally elastic collecting hollow body ( 27 ) is fixed in place on an end face in a housing ( 20 ).