JP2011508848A - 噴射ポンプのピストンの試験方法及び装置 - Google Patents

Abstract

前面（２ａ）から始まり側面に延在する長手方向の溝（２ｂ）と、ピストンの外周面に当接するネジ型のガイドエッジ（２ｃ）とを含むピストン（２）を試験する方法及び装置。本発明によれば、ピストン（２）が、試験シリンダ（１）内に、その前面（２ａ）側から挿入され、この際、ピストン（２）と試験シリンダ（１）との間の隙間は密であり、特定の試験圧が、ピストンの外周面上において、ガイドエッジ（２ｃ）の近傍からシールされた測定ポイントまでの限定された領域に付加される。ピストン（２）が、測定ポイントがガイドエッジ（２ｃ）に従って移動するように、試験シリンダ（１）内で動かされる。試験圧の変化が、ピストン（２）及びガイドエッジ（２ｃ）の任意の故障を観測するために監視される。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブル部による圧力媒体の噴射ポンプのピストンを試験する方法に関し、ピストンは、その前面から始まり側面に延在する長手方向の溝と、前記ピストンの外周面に当接するネジ型のガイドエッジとを含む。本発明は、また、請求項７のプリアンブル部による圧力媒体の噴射ポンプのピストンを試験する試験装置に関する。

噴射ポンプのポンプ要素は、広く知られているように、ピストン及びシリンダからなる。噴射ポンプは、特に、エンジンに燃料を供給するために使用される。使用される圧力は高く、それ故に、ピストン及びシリンダの間の隙間は、数ミクロンしかない。従って、密接度及びその耐久性は、噴射ポンプの欠陥の無い動作に関して重要な影響を有する。

噴射ポンプで経験される１つの問題は、噴射ポンプのピストンのキャビテーション損傷を含む。先ず、これらは、一般的に、ピストンの外周面に現れ、従って、噴射ポンプの動作に悪影響を及ぼさない。まもなく、キャビテーション損傷は、ピストンのガイドエッジまで延在しうり、これにより、噴射ポンプの動作に直接影響を及ぼすようになる。キャビテーション損傷に起因したかかる欠陥及びその噴射ポンプの動作への影響は、従前では、評価し測定することが困難であった。

本発明の目的は、噴射ポンプの状態、及び、特に噴射ポンプの動作に悪影響を及ぼすキャビテーション損傷を容易且つ高信頼性をもって発見できる新規な方法及び該方法の適用のための装置を提供することである。特に、本発明の目的は、噴射ポンプのピストンのガイドエッジの状態を解析し試験することを可能とし、これにより、ポンプの動作に対する適合性を高信頼性をもってチェックでき、十分早期に判断することができるようにすることである。

本発明の目的は、主に、請求項１，７及び他の請求項に詳細に記載される態様により達成される。本発明によれば、ピストンが、試験シリンダ内に、その前面側から挿入され、この際、ピストンと試験シリンダとの間の隙間は密であり、また、特定の試験圧が、ピストンの外周面上において、ガイドエッジの近傍から選択された測定ポイントまでの限定された領域に付加される。その後、ピストンが、測定ポイントがガイドエッジに従って移動するように、試験シリンダ内で動かされる。それと同時に、試験圧の変化が、ピストン及びガイドエッジの任意の故障を観測するために監視される。

実際においては、ピストンと試験シリンダとの間の隙間は、数千分の１ミリメートルのオーダーであり、実際の噴射ポンプで通常的に使用される隙間に対応する。

試験は、ガイドエッジにおける前面とは反対側の端部に繋がる横方向の面の近傍から開始され、テスト圧の変化を監視するために参照値が取られる。このようにして、ちょうど開始時に、試験されるピストンに適した参照値は、それぞれ、容易に取得される。これは、ピストンのこのポイントでは一般的に損傷が無いためである。

一定の試験圧を供給することが継続され、それぞれの測定ポイントの圧力値が参照値と比較され、これにより、参照値と比較したときに、供給に接続された圧力ゲージの圧力値の特定の降下、例えば０．２バール以上の降下は、ガイドエッジの故障を指示する。

圧力媒体は、最も好ましくは、空気であり、試験圧は、３−４バールのオーダーである。

実際には、試験は、好ましくは、ピストンのガイドエッジの全体を通して実現され、従って、ピストンは回転され、それと同時に、ピストンの軸方向の力がピストンの前面に付加される。更に、試験シリンダ内では、軸方向の力に対して反力が構成され、ガイドエッジにより受けられる。このようにして、試験されるピストン及びその動きは、当該力によって同時に制御することができる。

本発明は、更に、実際には上述の方法を適用するために使用できる、圧力媒体の噴射ポンプのピストンを試験する試験装置に関する。本発明によれば、試験装置は、試験シリンダを備え、試験シリンダには、ピストンが、その前面側から挿入されるように構成され、ピストンとの間の隙間は密である。試験シリンダは、ピストンの外周面上に当接する領域上に、ピストンのガイドエッジの近傍から選択された測定ポイントまでの限定された範囲で、試験圧を付加する圧力媒体供給装置と、ピストンにおける試験圧の変化を監視しガイドエッジの考えられる故障を観測する圧力測定装置と、試験シリンダ内でピストンを、測定ポイントがガイドエッジに従って移動するように、動かす手段とを備える。

圧力媒体供給装置は、供給圧を可能な限り一定に維持する手段を含む。

試験シリンダは、径方向にピン若しくはその類を含み、ピン若しくはその類は、試験されるピストンまで延在し、ピストンのガイドエッジと協動するように構成され、これにより、ピストンは、ガイドエッジによりピン若しくはその類に向けて押されるように構成される。ピン若しくはその類は、測定ポイントから離間して、試験シリンダの横方向に位置する。ピストンの異なる側に２つの類似するガイドエッジを含むピストンの場合、ピンは、好ましくは、測定ポイントに対して試験シリンダの反対側に配置される。

ピン若しくはその類を、試験シリンダの軸方向に位置し、測定ポイントよりも、試験されるピストンの前面から離れるようにすることによって、一方では、測定ポイントがピストンのガイドエッジの近傍にあり、他方では、それから十分遠くに離れることが保証される。ピストンの回り方向に依存して、試験シリンダは、また、好ましくは、別の穴を有し、該穴は、ピンと同じ断面内にピンの側で配置され、ピストンのガイドエッジに接続される凹部に隣接して位置する。このようにして、ピストンのガイドエッジにおける考えられる損傷されるポイントを通って漏れる任意の試験圧は、制御された態様で試験シリンダから排出することができる。

当該前面に付加される力は、好ましくは、圧搾空気により提供される。

本発明による試験装置の一実施例の切除された基本図。 図１のＡ部拡大図。 試験されるピストンに付加される力の空気式装置の基本図。 図１のＢ―Ｂ断面図。

以下、添付された概略図面を参照して、本発明の例による説明を行う。

図中の参照番号１は、試験装置の試験シリンダを指し、試験シリンダ内には、噴射ポンプのピストン２が、ポンプの種類に依存して、実際には数ミクロン、最も好ましくは６−２２ミクロンのオーダーである締りばめにより、その前面２ａから挿入される。この適用例によるピストンでは、対称関係で２つの長手方向の溝２ｂ、及び、それらに関連するネジ型のガイドエッジ２ｃが存在し、ガイドエッジ２ｃは、図２に詳細に示すように、横方向の面２ｄ内でも終了する。ガイドエッジ２ｃは、それらの役割として、ピストン２内の凹部２ｅ（図２参照）をも画成し、凹部２ｅを通して供給圧力が排出される。

試験シリンダ１は、図３に詳細が示される圧力媒体供給装置３と、試験されるピストン２まで延びるピン４とを備え、ピン４は、圧力媒体供給装置３に関連する測定ポイントよりも前面２ａから遠くに離れて配置される。このようにして、測定ポイントがガイドエッジ２ｃの近傍に適切に配置されることが保証される。試験中、ピン４は、試験シリンダ１内及び凹部２ｅ内に幾分延在し、従って、状況に応じて、ピン４は、長手方向の溝２ｂ及びガイドエッジ２ｃと協動する。

更に、試験シリンダ１は、ピン４に向けて試験されるピストン２を押す空気式ピストン５を備える。補助装置を備える空気圧制御回路は、図１に示され、空気圧は、必要に応じて、調整され、従って、ピストン５下の空気圧は、空気ばねのように働く。更に、試験シリンダ１は、装置（詳細は図示せず）を備え、当該装置によって、ピストン２は、それぞれの状況に応じて、時計回り若しくは反時計回りに回転されることができる。

圧力媒体供給装置３は、安定した圧力で測定ポイントに空気を供給するように構成される。図３によれば、制御ユニット６内に供給される圧力は約５バールである。制御ユニット６の後、０．８ｍｍの絞り弁７と、測定ポイントに繋がる接続部から抜け出る０．５５ｍｍの絞り弁８が存在する。更に、装置は、圧力ゲージを含み、圧力ゲージは、絞り弁８の後の測定ポイントに繋がる接続部に配置される。

図を参照するに、試験シリンダ１内の噴射ポンプのピストン２の試験は、次のように実行される。ピストン２及びその前面２ａは、空気ピストン５に接するように搬送され、従って、ピン４は、長手方向の溝２ｂに隣接して位置される。ピストン２を更に図１の下方に押し、次いで僅かに回転させることによって、ピン４は、長手方向の溝２ｂに沿って横方向の面２ｄまで搬送され、これにより、ピストン２は、横方向の面２ｄを介して空気ピストン５により、ピン４に向けて押される。このポイントでは、３−４バールのような、特定の安定した試験圧は、ガイドエッジ２ｃの近傍においてピストン２の外周面上の測定ポイントに圧力媒体供給装置３により付加される。この値は参照値として使用される。これは、典型的には、噴射ポンプのピストン２のこの位置には損傷がないためである。

この後、ピストン２は、図の場合では時計方向に回転され、これにより、ピン４は、ガイドエッジ２ｃに沿って摺動し始める。ピストン２の他の回り方向の場合、回転は、反時計方向に自然に実行される。ピストン２は、次いで、図１の上方に移動し、空気ピストン５とピン４の間で、依然として厳しい制御下にある。同時に、図２に示すように、ガイドエッジ２ｃに沿って、測定ポイントも移動し、そして、安定した圧力は、連続的に、測定ポイントに付加され、圧力ゲージ９により監視される。この際、それぞれのピストン２及び隙間に依存して、圧力ゲージの値は、ピストン２が正常であるとき、通常的には、３．３−３．７バールのオーダーである。圧力が参照値に比べて特定量、例えば０．２バール以上降下した場合、それは、ガイドエッジ２ｃを超えて延在するピストンの外周面上の損傷を指示する。この手順は、全体のガイドエッジ２ｃが検査されるまで、継続される。これに応じて、図の場合、ピストンにおける他のガイドエッジ２ｃの状態も試験されることができる。

ピストン２の回り方向に依存して、試験シリンダ１は、また、別の穴１ａ（図４参照）を備え、穴１ａは、ピン４の側でそれと同一の断面内に配設され、ピストンのガイドエッジ２ｃに接続される凹部２ｅに隣接して位置し、当該穴１ａを介して、ガイドエッジ２ｃの考えられる損傷したポイントを通して漏れる試験圧は、問題無く排出することができる。

噴射ポンプの種々の種類のピストンに対して、それら自身の試験シリンダが必要とされ、測定ポイント及びピン４の位置は、それぞれの状況に応じて配置されなければならない。特に、試験されるピストン上に唯一のネジ型のガイドエッジ２ｃが存在する場合、試験シリンダの断面上の測定ポイントとピン４の間の距離は、それに応じて適合されなければならない。

本発明は、上述の実施例に限定されることは無く、種々の修正が添付の請求項の範囲内で考えられる。

Claims (16)

1. 圧力媒体の噴射ポンプのピストンであって、その前面から始まり側面に延在する長手方向の溝と、前記ピストンの外周面に当接するネジ型のガイドエッジとを含むピストンを試験する方法であって、
   前記ピストンが、試験シリンダ内に、その前面側から挿入され、この際、前記ピストンと前記試験シリンダとの間の隙間は密であり、
   特定の試験圧が、前記ピストンの外周面上において、前記ガイドエッジの近傍から選択された測定ポイントまでの限定された領域に付加され、
   前記ピストンが、前記測定ポイントが前記ガイドエッジに従って移動するように、前記試験シリンダ内で動かされ、
   前記試験圧の変化が、前記ピストン及び前記ガイドエッジの任意の故障を観測するために監視される、方法。
2. 前記ピストンと前記試験シリンダとの間の前記隙間は、数千分の１ミリメートルのオーダーである、請求項１に記載の方法。
3. 前記試験は、前記ガイドエッジにおける前記前面とは反対側の端部に係る横方向の面の近傍から開始され、前記テスト圧の変化を監視するために参照値が取られる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 一定の試験圧を供給することが継続され、それぞれの測定ポイントの圧力値が前記参照値と比較され、これにより、前記参照値と比較したときに、前記供給に接続された圧力ゲージの圧力値の特定の降下、例えば０．２バール以上の降下は、前記ガイドエッジの故障を指示する、請求項３に記載の方法。
5. 空気が前記圧力媒体として使用され、前記試験圧は、３−４バールのオーダーである、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の方法。
6. 試験のために、前記ピストンは回転され、それと同時に、前記ピストンの軸方向に力が前記ピストンの前面に付加され、前記試験シリンダ内では、前記軸方向の力の反力が構成され、前記ガイドエッジにより受けられる、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の方法。
7. 圧力媒体の噴射ポンプのピストンであって、その前面から始まり側面に延在する長手方向の溝と、前記ピストンの外周面に当接するネジ型のガイドエッジとを含むピストンを試験する試験装置であって、
   請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の方法を適用するために使用されるものであり、
   試験シリンダを備え、前記試験シリンダには、前記ピストンが、その前面側から挿入されるように構成され、この際、前記ピストンとの間の隙間は密であり、
   前記試験シリンダは、
   前記ピストンの外周面上において、前記ガイドエッジの近傍から選択された測定ポイントまでの限定された領域に、試験圧を付加する圧力媒体供給装置と、
   前記ピストン及び前記ガイドエッジの考えられる故障を観測するために前記試験圧の変化を監視する圧力測定装置と、
   前記試験シリンダ内で前記ピストンを、前記測定ポイントが前記ガイドエッジに従って移動するように、動かす手段とを備える、試験装置。
8. 前記ピストンと前記試験シリンダとの間の前記隙間は、数千分の１ミリメートルのオーダーである、請求項７に記載の試験装置。
9. 前記圧力媒体供給装置は、供給圧を可能な限り一定に維持する手段を含む、請求項７又は８に記載の試験装置。
10. 試験のために、前記ピストンは前記試験シリンダ内で回転され、それと同時に、前記ピストンの軸方向に力が前記ピストンの前面に付加されるように構成され、前記軸方向の力の反力が前記試験シリンダ内で構成され、前記反力は、前記ガイドエッジにより受けられるように構成される、請求項７〜９のうちのいずれか１項に記載の試験装置。
11. 前記試験シリンダにおいて、ピン若しくはその類が径方向にあり、前記ピン若しくはその類は、試験される前記ピストンまで延在し、前記ピストンのガイドエッジと協動するように構成され、これにより、前記ピストンは、前記ガイドエッジを介して前記ピン若しくはその類に向けて押されるように構成される、請求項１０に記載の試験装置。
12. 前記ピン若しくはその類は、好ましくは前記試験シリンダの反対側で、前記測定ポイントから離間して、前記試験シリンダの横方向に位置する、請求項１１に記載の試験装置。
13. 前記ピン若しくはその類は、前記試験シリンダの軸方向に位置し、前記測定ポイントよりも、前記試験されるピストンの前面から離れている、請求項１１又は１２に記載の試験装置。
14. 前記試験シリンダは、別の穴を有し、該穴は、前記ピンと同じ断面に配置され、前記ピストンのガイドエッジに接続される凹部に隣接して位置する、請求項１１〜１３のうちのいずれか１項に記載の試験装置。
15. 前記前面に付加される前記力は、圧搾空気により提供される、請求項１０に記載の試験装置。
16. 空気が前記圧力媒体として使用され、前記試験圧は、３−４バールのオーダーである、請求項７〜１４のうちのいずれか１項に記載の試験装置。

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