JP4528303B2 - ジーゼルエンジンのための燃料噴射バルブをテストする方法 - Google Patents

Description

本発明は、バルブの入口側の油圧を記録しながら、油圧を徐々に増すよう、バルブの入口側へ加圧されたテストオイルを供給することにより、バルブ、とくに比較的大きいジーゼルエンジンのための燃料噴射バルブをテストするための方法に関する。

ＭＡＮ Ｂ＆Ｗ ＤＩＥＳＥＬ社は、最近、タイプＫ９０ＭＣ−ＣおよびＫ８０ＭＣ−Ｃなどのスライド燃料バルブと称される新しいタイプの燃料噴射バルブを開発した（図２参照）。

従来のバルブ（図１参照）と比較して、バルブ先端内の空隙（サック容積または間隙容積と称される）が解消されており、間隙容積に対応する小容積の燃料（一般に１〜２ｃｍ³）が最終的に噴射されることを防止している。その結果、ジーゼルエンジンのすすの発生が減少し、煙の発生が減少し、ＮＯｘおよびＶＯＣのエミッション量が少なくなるが、燃料効率は少しも改善されていない。

開放時の圧力が適性となるように、燃料噴射バルブは、定期的にチェックしなければならない。この開放時の圧力は、バルブ内の内蔵スプリングにおける緩みに起因して変化する。更に、通気時の圧力をチェックし、キャビュレーション（気化）テストを行うこともできる。

開放圧力、通気圧力、およびキャビュレーションテストを含む、燃料バルブをチェックするための従来の機器は、次のように作動する。空気圧ポンプに圧縮空気（５〜１０バール）を供給し、空気圧ポンプは空気圧を数百バールの油圧に変換する。

特定の圧力で、バルブに純粋なテストオイルを供給することにより、すべてのテストを実行し、バルブの種々の部品が正しく作動していることを、テストすることができる。

開放圧力テストでは、バルブ内の内蔵スライド本体が作動し、バルブが簡単に開くまで、バルブ内の圧力を徐々に増し、その後、圧力が若干低下し、圧力が再び開放時の圧力を越えるまで、スライド本体が再び閉じる。

キャビュレーションテストでは、ポンプ内で油圧を発生するが、この圧力は、バルブの開放圧力を大幅に越える。通常、大きいレバー（図７参照）を引くことにより、ポンプと噴射バルブとが接続されると、噴射バルブとポンプとの接続が切断されるまで、バルブは、すぐにガタガタし始める。

しかし、このような従来のテスト機器は、新しいバルブの機能に好ましくない影響を与える。バルブの先端内に内蔵バルブ本体を有する新しいバルブは、従来のキャビュレーションテストを受けることに抵抗力はない。このバルブは、いくつかの連続する開放による通常の開放テストを受けることにより、不必要な歪み受ける。

キャビュレーションテスト（および／または開放圧力テストの過度に完全な実行）を行うときに、スライド本体を有するバルブが破壊される理由は、テストオイルと通常のジーゼルオイルとの物理化学的性質が異なるために、バルブに欠陥が生じることにあると考えられる。また、加熱時に金属が膨張する。

他のことは同じであるが、バルブ先端の外側面は、バルブ内部に位置する金属スライド本体よりも高温となる。このことは、両者の間の摩擦抵抗が、通常の作動時よりも、テスト時のほうが高くなることを意味する。

従って、本発明の目的は、新しく開発された噴射バルブに関連して使用することもできる、許容度がより大きいテスト方法を提供することにある。

本発明の方法は、バルブの入口側の圧力の低下に対応し、対応するバルブの開放圧力を越えた瞬間に、圧力の増加を電子的に瞬間的に停止し、この瞬間に、バルブの入口側の油圧を供給するための圧縮された空気の供給を停止し、その後、開放圧力を使用し、現在の状態にある噴射バルブが、エンジン内での使用に適しているかどうかを判断することを特徴とする。

燃料バルブが開くことによって、圧力が低下した瞬間に、圧縮空気パイプ内の磁気バルブを作動させることにより、圧縮空気をポンプに供給することを、電子ユニットにより停止する。こうしてポンプは停止し、ディスプレイ上で、噴射バルブの開放圧力は固定される。

電子測定器と、磁気バルブと、デジタル表示の組み合わせにより、従来とは異なり、開放圧力は、数ｍｓの間に維持される。

その結果、テストは、噴射バルブを破壊することなく、噴射バルブの欠陥を明らかにできる。

以下、添付図面を参照し、本発明について、より詳細に説明する。

新しい燃料噴射バルブ１（図２参照）の１つをテストするための、図３に示されている機器は、マニュアル開放圧力テスト、および上記キャビュレーションテストを受けることに抵抗力はなく、オイル収集タンク２を備え、このタンク内に、噴射バルブの先端が挿入されている。

加圧テストオイルを供給するために、バルブの入口側にホース４が導かれている。このホース４は、空気圧作動式油圧ポンプ（オイルポンプ）を備えた測定装置６から導かれており、テストオイルとして、クリアで、かつ薄いオイルが使用される。このオイルは、ジーゼルエンジンの通常の作動中に使用されるオイルほど粘性はない。

図５は、測定装置６のフローチャートである。この測定装置６は、電源８を備え、この電源には、商用電圧が供給されており、電源は、この商用電圧を直流の±５Ｖの低電圧に変換する。この低電圧は、以下説明する種々のユニットを作動させるのに使用される。

点線によって示された大きいボックスの外には、噴射バルブの入口側の油圧を読み取るための圧力センサ１０が設けられている。この圧力センサ１０は、圧力に応じて４〜２０ｍＡの電流を発生する。

この電流は、ｍＡ／Ｖへ送られ、このコンバータは、電流を圧力レベルに変換する。電圧レベルは、Ａ／Ｄコンバータ１２へ送られ、このコンバータは、電圧レベルをデジタル値に変換し、デジタル値は、次のデジタルディスプレイ１３でディスプレイされる。

ｍＡ／Ｖコンバータ１１からの電圧レベルは、ピーク値制御装置１５にも送られる。このピーク値制御装置１５は、電圧レベルが減少し始めたときの電圧レベルのピーク値の最大値を読み取り、この電圧レベルを、Ａ／Ｄコンバータ１７へ送る。コンバータ１７は、この値を次のデジタルディスプレイ１８でディスプレイすべきデジタル値に変換する。

図６は、単一テストのフローチャートである。まず、噴射バルブの先端が、オイル収集タンク２内へ挿入される。次に、１００バールを越えるように圧力が高められ、開放圧力が選択される。

その後、この圧力が更に高められ、圧力の値がサンプリングされる。圧力低下が４００バール／秒を越えた場合、予想するようなバルブスライドの開放が生じ、その結果生じる開放圧力が正しければ、バルブは合格とされる。しかし、圧力低下が４００バール／秒を下回った場合、予想するような開放が生じなければ、結果は不合格となる。

例えばテストは、次のように行うことができる。まず通気圧力を測定する。すなわち、噴射バルブにおいて、オイルを流すための噴射バルブ内の還流バルブが閉じられたときの圧力を測定する。この通気圧力は、一般に３０バールであるが、バルブのタイプによって変わる。この測定に関連し、例えば１５０バールの初期圧力まで圧力を高める。この初期圧力は、約３０バールの予想値よりもかなり大きくしなければならない。

予想値は、バルブ１の技術マニュアルに記載されている。次に、還流バルブの開放に対応する急な圧力低下が生じるまで圧力を低下する。この圧力低下が生じたときの圧力を記録し、約３０バールの所望する値と比較する。実質的な偏差値がある場合、バルブをクリーニングするか、修理するまで、バルブを使用することはできない。

次に開放圧力を測定する。噴射バルブを正しく作動させるには、開放圧力は仮説的ケースでは、約５０バール±２５バールでなければならない。この場合でも、この予想開放圧力は、バルブの技術マニュアルに記載されている。テスト機器によるテストによれば、バルブはバルブ供給者からの技術マニュアルに記載されているガイドラインを満たしているかを実証できる。

開放圧力を測定したり、還流バルブをチェックするのにクリアな薄いオイルを使用する。測定は、圧力が低下するまで圧力を徐々に高めることによって実行される。圧力低下が生じたときの圧力を開放圧力として記録する。この開放圧力が満足できない値である場合、バルブを調節するか、改修すべきである。

通常、偏差値は、開放圧力が過度に低いことを意味する。このことは、噴射バルブ内の内蔵スプリングが過度にゆるくなった状態を示し、これを補償するには例えばＭＡＮ Ｂ＆Ｗ社のバルブ内に増設スペーサを設ける。その他のバルブ供給者は、別の調節方法についても知っている。しかし、Ｂ＆Ｗ社からのバルブ以外のバルブに関連して、この機器を使用することもできる。他のバルブを、ネジにより任意に調節することもできる。

開放圧力が満足できない値である場合、バルブ１を調整するか、改修すべきである。しかし、解放圧力が満足できるものであっても、バルブ１が合格したことを意味するものではない。すべてのテストにパスしなければ、バルブ１は合格しない。

実行されるテストの一部が、予想される結果で完了しない場合、乗船している乗組員は、バルブを分解し、バルブをクリーニング／調整した経験を有する。クリーニング／調整後にすべてのテストを再び実行する。まだ問題があれば、バルブを、認定された修理店で改修するか、または廃棄しなければならない。

各テストの後、この装置は、リセットする観点から、いわゆるＲＥＳＥＴ位置へセットする。テストを行うごとに、リセットが必要である。

図３に示した測定機器の外に、本願出願人は、従来の測定機器（図７参照）に搭載できる別個の電子アダプタユニットを開発した。これにより、ユーザーは、新しい噴射バルブを作動させるときに、全く新しい測定機器を購入する必要はない。

図４に示されている電子ユニットは、従来の測定機器のバックプレートを外し、この電子ユニットを、従来の測定機器の上部に取り付けることによって装着される。次に、バックプレートを再び取り付ける。

更に、オイルを供給するためのパイプ内に、圧力ゲージを挿入する。この圧力ゲージは、油圧を連続的にサンプリングし、圧力低下が起きたときにディスプレイに圧力を示すだけである。オイルポンプへの圧縮空気パイプに挿入された磁気バルブに、信号が送信される。この信号は、オイルポンプへの圧縮空気の供給をカットオフすることを保証するものである。

従って、後者の場合の新規な特徴は、圧力ゲージと、空気供給ブロックと、電子装置とを、ユニークな製品に組み合わせたことである。この新規な特徴は、燃料バルブの従来のテストに関連し、圧力ゲージ空気供給ブロック電子装置の機能にある。

従来のテストと同じように、キャビュレーションテストに関連して、装置は、従来使用された高内部圧力を発生することができる。更に、この圧力をバルブ１に転送しようとしているが、バルブ１のスライドバルブの初期の開放に関連し、圧力低下が生じたこと（ガタガタすることが始まった）ことをデバイスが記録すると、空気の供給をカットオフし、テストを中断する。換言すれば、従来のキャビュレーションテストを行う必要はない。

間隙容積を有する従来の燃料噴射バルブを示す。 間隙容積を満たすためのスライド本体を備えた、新しく開発された燃料バルブのうちの１つを示す。 新しい燃料噴射バルブをテストするための、本発明にかかわる機器を示す。 従来の燃料噴射バルブをテストするための、従来の機器に配置すべきアダプタユニットを示す。 図３に示された機器および図４に示されたアダプタの電気回路図である。 本発明に係わる機器がどのように作動するかを示す。 本発明に係わるアダプタユニットを取り付ける従来のテスト機器を示す。

符号の説明

１ 燃料噴射バルブ
２ オイル収集タンク
４ ホース
６ 測定デバイス
８ 電源
１０ 圧力センサ
１１ ｍＡ／Ｖコンバータ
１２ Ａ／Ｄコンバータ
１３ デジタルディスプレイ
１５ ピーク値制御装置
１７ Ａ／Ｄコンバータ
１８ デジタルディスプレイ

Claims (1)

1. 燃料噴射バルブ（１）の入口側の油圧を記録しながら、この油圧を徐々に増加するよう、燃料噴射バルブ（１）の入口側に加圧されたオイルを供給することにより、ジーゼルエンジンの燃料噴射バルブ（１）をテストするための方法において、
   燃料噴射バルブ（１）の入口側の圧力の低下に対応し、燃料噴射バルブ（１）の開放圧力を越えた瞬間に、圧力の増加を、電子的に瞬間的に停止し、この瞬間に、燃料噴射バルブ（１）の入口側に油圧を供給するための圧縮された空気の供給を停止し、その後、開放圧力を使用して、現在の状態の燃料噴射バルブ（１）が、エンジン内での使用に適しているかどうかを判断することを特徴とする、燃料噴射バルブをテストするための方法。

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