JPH07167018A - ポンプノズルの噴射圧を決定するための試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプノズルの動的な高圧緊密性試験及び噴
射圧決定を可能にすること。 【構成】 試験装置２０はポンプノズル１０が緊定され
る多部分から成るケーシング２１〜２４を有し、１つの
ケーシング部分２４にはカム２６を有する駆動軸２５が
支承されており、該駆動軸２５はローラタペット５０を
介してポンプノズルの駆動突き棒１７と協働する。ケー
シングにおける通路７５，７７；７６，７８を介してポ
ンプノズルには燃料が供給される。ポンプノズルもしく
はその量制御弁１６は電子制御装置を介してカム２６の
位置に関連して制御される。噴射圧の決定は試験装置に
おける反力に起因する長さ変化の検出により行なわれ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポンプノズルの噴射圧を
決定するための試験装置に関する。このようなポンプノ
ズルによっては１０００バールよりも著しく高い噴射圧
が達成される。この噴射圧は短い時間内にかつ正確な時
点に達成されないと自動車の燃焼室において良好な燃焼
過程が得られない。特にディーゼル機関の有害成分放出
のきわめて小さい限界値は、個々のポンプノズルの噴射
特性値を注意深く適合させ、多シリンダディーゼル機関
にこれらのポンプノズルが複数個使用されている場合に
はできるだけ統一的な噴射特性値を適合させることを必
要とする。

【０００２】

【従来の技術】前述のポンプノズルはその構造と作用形
式とに基づき、その内部のシール性を静的に試験するこ
とができない。すなわち、規定された圧力もしくは上昇
する圧力を有する、外部から供給される圧力媒体による
圧力試験をポンプピストンの駆動されない状態で行なう
ことは結果として著しく低い圧力を示すことになるもの
と想われる。外部から導入した圧力はポンプノズルの低
圧側を介してしか導入できない。したがって高い圧力レ
ベルでの試験は、不可能である。又、量制御弁も長い時
間帯に亙って電気的に閉じておくことはできない。何故
ならばコイルは短時間運転のためだけにしか設計されて
いないからである。ポンプノズルにおいて達成可能な高
い噴射ノズルは作用経過の動力学によってはじめて可能
になる。したがって静的な試験方法ではポンプノズルの
噴射圧を決定することはできない。圧力が高い場合の不
緊密性は圧力が外へ逃げなければ知ることができない。
この内部の不緊密性はポンプノズルにおいては論理的に
可能な噴射圧もしくは個々のポンプノズルにおいて実際
に達成された噴射圧がすべてのポンプノズルにおいて達
成されないという結果をもたらす。特に、個々のポンプ
ノズルが噴射圧の目標値に達したか否か及びなかんづく
１つの機関に一緒に組込まれるポンプノズルが統一的な
噴射圧を生ぜしめるか否かは試験できない。

【０００３】個々のポンプノズルの高圧緊密性もしくは
発生する噴射圧について試験することは、そのために特
別に準備されたポンプノズルでしか行なうことができな
い。このためには試験しようとするポンプノズルはもち
ろん測定器を備えていなければならず、その取付けは著
しい費用を意味し、したがって単個ポンプノズルもしく
は若干のポンプノズルに制限される。１つの機関に使用
しようとする複数の又はすべてのポンプノズルのシーリ
ーズ試験は可能ではない。しかも、このように装備され
たポンプノズルは長期的に使用することができない。何
故ならば測定器の取付けはしばしば運転にとって重要な
かつ高負荷を受ける構成部分を弱化させ、個々の構成部
分の耐久性を著しく低下させるからである。したがって
このように装備されたポンプノズルを使用することは試
験過程では制限を受ける。

【０００４】

【発明の課題】本発明の課題は動的な高圧緊密性試験を
可能にしかつ噴射圧決定を可能にすることである。

【０００５】

【課題を解決する手段】本発明の課題は請求項１に記載
した特徴を有する試験装置により解決された。

【０００６】

【発明の効果】本発明の試験装置の利点は動的な高圧緊
密性試験及び噴射圧決定が可能であるという利点を有し
ている。この試験装置によっては試験スタンドの上で、
しかしながらほぼ実際の使用条件のもとで、個々のポン
プノズルのそれぞれにおいて達成された噴射圧を決定す
ることができる。これにより内部の不緊密性を知り、さ
らに噴射圧が目標値以上のポンプノズルを選択すること
ができる。これによって例えば１つの機関内に噴射圧が
互いに著しく相違しないポンプノズルを使用し、所定の
接続時間で所定の最低圧に達しないか所定の最低圧を生
ぜしめないポンプノズルを検知することができるように
なる。

【０００７】

【実施例】図１に示されたポンプノズル１０は主として
所属のノズルケーシング１２を備えたノズルユニット１
１と、低圧ケーシング１３と、ポンプケーシング１４
と、張出し部１５に取付けられた量制御弁１６とから組
立てられている。図示されていないポンプピストンは、
図示されてはいないが、例えばディーゼル機関のシリン
ダヘッド内に配置された駆動装置により、突き棒１７を
介して戻しばね１８の力に抗して駆動される。このよう
なポンプノズルの詳細な構成及び作用形式は公知である
のでこれらについてこれ以上説明することは省略する。

【０００８】ポンプノズル１０は試験装置２０に挿入さ
れている。該試験装置２０の主要な構成部分はノズル緊
定挿入体２１、保持部材２２、試験上方部分２３及び駆
動軸２５と該駆動軸２５に取付けられた駆動カム２６と
を有するカムケーシング２４である。

【０００９】カムケーシング２４は長手方向に軸トンネ
ル２８により貫かれている（図２参照）。該軸トンネル
２８はカムケーシングの端面側で２つのほぼ鉢形のカバ
ー２９，３０で閉じられている。カバー２９，３０の底
３１，３２は挿入されたシールリング３５，３６を有す
る孔３３，３４をそれぞれ１つ有している。該孔３３，
３４を通して駆動カム２６が軸トンネル２８のほぼ中央
に位置するように駆動軸２５が案内されている。駆動軸
は鉢形のカバーの内部に配置された２つの円錐ころ軸受
３７，３８に軸支されている。

【００１０】カムケーシング２４は３つの孔４１，４
２，４３により貫かれている。第１の孔４１はカムケー
シングの下面に配置され、内室もしくは軸トンネル２８
内に達し、油放出ねじ４４により閉じられている。第２
の孔４２はカムケーシングの側壁を貫き、潤滑剤排出に
役立つ。第３の孔４３はカムケーシングの上面に配置さ
れ、該孔４３は試験上部分２３の円筒状の付加部４６を
受容するために役立つ。

【００１１】カムケーシング２４の上面に載置された試
験上方部分２３は付加部４６を含めて縦方向の孔４７で
貫かれている。該孔４７の軸線は駆動軸２５の中心軸線
とほぼ直交している。この孔４７にはローラタペット５
０が案内されている。該ローラタペット５０は駆動カム
２６と協働する。このローラタペットは案内ケージ５１
を有し、該案内ケージ５１は軸５２を受容し、該軸５２
にはローラ５３が回転可能に支承されている。案内ケー
ジの、前記ローラに向き合った側にはピン５４が取付け
られ、該ピン５４は駆動突き棒１７の凹所５６内に突入
しており、かつ駆動突き棒１７と協働する。案内ケージ
は縦方向の孔４７に向かって延びる長手方向スリット５
５を有し、該長手方向スリット５５内には案内ねじ５８
が係合している。案内ねじ５８は試験上方部分２３の外
壁を貫く横孔５９に挿入されている。長手方向スリット
５５と協働するこの案内ねじ５８により、ローラタペッ
ト５０は回動防止されると同時に駆動軸２５とローラタ
ペットの軸線５２との平行性が保証される。横孔５９の
上側には試験上方部分は縦方向の孔４７と接続された開
口６０を有し、該開口６０はカバー６１によって閉じら
れている。縦方向の孔４７には２つの別の横孔６２，６
３が開口しており、これらの横孔６２，６３の内、横孔
６２は案内ケージ５０の上側に配置され、栓６４により
閉じられている。この横孔６２には縦方向の孔４７の横
を延びる別の縦方向の孔６５が開口している。該孔６５
は軸トンネル２８もしくは付加部４６から延びている。
横孔６３は開口６０の上側を延びておりかつ潤滑剤接続
部６６を有している。

【００１２】縦方向の孔４７にはローラタペット５０と
は反対側からポンプノズル１０が挿入され、ポンプケー
シング１４が戻しばね１８と駆動突き棒１７と共に縦方
向の孔４７内に突入させられている。ポンプノズル１０
の張出し部１５は支持リング６８の上に支持されてい
る。該支持リング６８は縦方向の孔４７の周囲を延びる
リング溝６９に挿入されかつカムケーシングに向き合っ
た端面側に配置されている。

【００１３】試験上方部分２３の、付加部４６とは反対
側においては、保持部材２２が取付けられている。該保
持部材２２は縦方向の孔７２を有し、該孔７２を通って
ポンプノズルの低圧ケーシングが突出している。該保持
部材２２の直径は低圧ケーシングの直径よりもわずかに
しか大きくない。縦方向の孔７２は試験上方部分２３に
面した側で切欠き７３に開口している。該切欠き７３は
ポンプノズルの張出し部を取囲んでいる。反対側では縦
方向の孔は保持部材の端面から延びる円筒状の凹所７４
に開口している。該凹所７４は縦方向の孔７２の直径よ
りも大きな直径を有している。

【００１４】切欠き７３と試験上方部分２３内に挿入さ
れた支持リング６８は、張出し部１５が支持リングの上
の支持面の他に試験上方部分２３と保持部材２２とに対
して接触点を有していないように設計されている。

【００１５】縦方向の孔７２の壁部には互いに相上下し
て位置する２つのリング溝７５，７６が設けられてい
る。張出し部１５側のリング溝７５には保持部材２２の
外壁を貫く横孔７７が開口し、リング溝７５の上側に配
置されたリング溝４６には第２の横孔７８が開口してい
る。リング溝７５，７６はそれぞれ低圧ケーシング１３
の外側から延びる、ポンプノズルの図示されていないそ
れぞれ１つの燃料通路とそれぞれ接続されている。これ
らの燃料通路を介してポンプノズルは燃料で負荷される
かもしくは戻し通路と接続される。両方の燃料通路を分
離するためには、低圧ケーシングの外周に２つのリング
溝８１，８２が構成されている。該リング溝８１，８２
にはそれぞれ１つのシールリング８３もしくは８４が挿
入されており、両方のシールリング８３，８４はそれぞ
れ縦方向の孔７２の壁に緊密に接触している。保持部材
におけるリング溝７５，７６は、低圧ケーシングにおけ
る一方のリング溝８２が挿入されたシールリング８４と
共に、切欠き７３とリング溝７５との間に位置するよう
に配置されている。低圧ケーシングにおける第２のリン
グ溝８１は挿入されたシールリング８３と共に保持部材
に構成されたリング溝７５，７６の間に位置している。

【００１６】カムケーシング２４、試験上方部分２３と
保持部材２２は、カムケーシング内にねじ込まれた、保
持部材及び試験上方部分を貫く、図示されていない複数
の締付けねじと、保持部材の自由端面における対応する
締付けナット８６とで相互に緊定されている。

【００１７】保持部材２２の凹所７４は適当なめねじ山
を有し、該凹所７４内にはノズル締付けナット２１がね
じ込まれている。該ノズル締付けナット２１は長手方向
に、互いに移行しあう３つの孔８８，８９，９０により
貫かれている。この場合、孔８８は低圧ケーシング１３
の１部を受容している。この孔の底からは孔８９が延
び、孔８９はノズルケーシング１２を受容している。孔
８９の底からは孔９０が延びており、該孔９０を通って
ノズルユニット１１が突出している。ノズルケーシング
と、孔８９と９０の移行部により形成されたリング肩９
１との間には圧電孔あき板９３が配置されている。該圧
電孔あき板はノズルユニットにより貫かれている。この
圧電孔あき板は図示されていない形式で評価装置と接続
されている。ポンプノズルは支持リング６８と圧電孔あ
き板９３もしくはリング肩９１との間で軸方向に締込ま
れている。ノズル緊定ナットは外周の１部にねじ山９４
を備えている。このねじ山９４で図示されてはいないが
自体公知である量測定装置が試験装置に取付けることが
できる。

【００１８】試験装置を運転する場合にはポンプノズル
には横孔７７と７８並びに適当なリング溝７５，７６を
介して燃料が供給されるか又は排出される。リング溝７
５，７６はすでに述べたように低圧ケーシング１３にお
ける燃料通路と接続されている。

【００１９】潤滑剤接続部６６と横孔６３とを介して縦
方向の孔４７には潤滑剤が供給される。孔６２と６５と
を介しては軸トンネル２８にもローラタペット５０もし
くは案内ケージ５１とを迂回して潤滑剤が供給される。
潤滑剤の戻しはカムケーシングにおける孔を介して行な
われる。

【００２０】駆動軸２５は試験装置の外に配置された駆
動ユニットで回転させられる。カム２６は同様にポンプ
ノズルの駆動手段として役立つローラタペット５０と協
働する。このためにはローラタペットのピン５４はポン
プノズルの突き棒１７と結合されている。

【００２１】量制御弁１６は駆動軸２５と制御技術的に
連結されている。すなわち、量制御弁１６の制御は駆動
カム２６の作業位置に関連して行なわれる。この制御は
例えばディーゼル機関においても使用されている電子制
御装置２６を介して行なわれる。これによりポンプノズ
ルの作業動作はディーゼル機関の運転の場合の動作に相
応するようになる。

【００２２】ポンプノズルが締付けリング６９と圧電孔
あき板９３との間に軸方向で締込まれていることによ
り、ポンプノズルが駆動され、制御されかつ燃料で負荷
された場合に、圧電孔あき板９３にも、発生する圧力に
比例した反力が作用する。圧電孔あき板に作用する反力
は圧電孔あき板の圧縮又はその長さ変化をもたらす。こ
の結果、公知のように評価回路において変換される出力
信号が発生させられる。圧電孔あき板の出力信号は前も
って特性値が固定されていると直接的に噴射圧の測定値
に変換することができる。この特性値はポンプノズルの
噴射圧がすでに述べたように直接的に検出されることで
検出され、したがって出力信号もしくは評価回路の補償
に使用されることが公知である。これにより公知の噴射
圧に対して一度補償するだけで圧電孔あき板の出力信号
は直接的に噴射圧に関係づけることができる。

【００２３】さらに締込まれたポンプノズルの、噴射圧
に比例した反力の検出を締付けナット６６と保持部材２
２との間に配置された圧電板を介して行なうこともでき
る。反力の別の検出はこの反力に起因するノズル締付け
ナット２１の長さ変化を検出することを介して行なうこ
ともできる。このためには有利にはノズルナットの外周
に、すなわちほぼノズルケーシング１２の範囲にストレ
ーンゲージを取付けることができる。これによってノズ
ル締付けナットの長さ変化もしくはストレーンゲージの
伸びを介して、比例する反力を検出し、これを噴射圧の
尺度とすることができる。

【００２４】反力を検出するための別の態様はピン５４
の長さ変化を検出することである。このためには該ピン
５４は有利にはストレーンゲージを外周に備えている。
ストレーンゲージを評価回路に接続することはフレキシ
ブルな接続導線を介して行なうことができる。該接続導
線は例えば試験上方部分における開口６０を介して外方
へ導き出される。

【００２５】本発明の別の実施例によればストレーンゲ
ージは円錐ころ軸受３７，３８の外周に取付けられてい
る。これにより、ポンプピストンの作業に対する反力と
して検出される軸受力を同様に噴射圧に還元することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】試験装置を挿入されたポンプノズルと共に示し
た縦断面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。

【符号の説明】

１０ ポンプノズル １１ ノズルユニット １２ ノズルケーシング １３ 低圧ケーシング １４ ポンプケーシング １５ 張出し部 １６ 量制御弁 １７ 付き棒 １８ 戻しばね ２０ 試験装置 ２１ ノズル緊定挿入体 ２２ 保持部材 ２３ 試験上方部分 ２４ カムケーシング ２５ 駆動軸 ２６ 駆動カム ２８ 軸トンネル ２９，３０ カバー ３１，３２ 底 ３３，３４ 孔 ３５，３６ シールリング ３７，３８ 円錐ころ軸受 ４１，４２，４３ 孔 ４４ 油放出ねじ ４６ 付加部 ４７ 孔 ５０ ローラタペット ５１ 案内ケージ ５２ 軸 ５３ ローラ ５４ ピン ５５ 縦スリット ５６ 凹部 ５８ 案内ねじ ５９ 横孔 ６０ 開口 ６１ カバー ６２ 横孔 ６３ 横孔 ６４ 栓 ６５ 孔 ６６ 潤滑剤接続部 ６８ 支持リング ６９ リング溝 ７２ 孔 ７３ 切欠き ７４ 凹部 ７５，７６ リング溝 ７７ 横孔 ７８ 横孔 ８１，８２ リング溝 ８３ シールリング ８６ 締付けナット ８８，８９，９０ 孔 ９１ リング肩 ９３ 圧電孔あき板

フロントページの続き (72)発明者 リヒャルト グラサー ドイツ連邦共和国 ローンドルフ ローン タールシュトラーセ ２ (72)発明者 トーマス クリッツナー ドイツ連邦共和国 ハルシュタット ブル ーメンシュトラーセ ８ (72)発明者 ヴォルフガング シュルント ドイツ連邦共和国 ブライテンギュスバッ ハ フィヒテンヴェーク 10 (72)発明者 ヴォルフガング アルブレヒト ドイツ連邦共和国 ハイムスハイム ダッ ハスヴェーク２ (72)発明者 ベルンハルト ガルトナー ドイツ連邦共和国 シュツットガルト 70 ホッフェルトシュトラーセ 130 (72)発明者 アルフレート シュミット ドイツ連邦共和国 ディッツィンゲン ４ リッターシュトラーセ 31 (72)発明者 ヴェルナー パーペ フランス国 リヨン クール ヴィトン 37 (72)発明者 アンリ パガナン フランス国 ブニシュー リュ ジャン デュクロ 43

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプノズル（１０）の噴射圧を決定す
   るための試験装置（２０）であって、噴射ノズルユニッ
   ト（１１，１２）と、燃料を供給するためと排出するた
   めの通路を有する低圧部分（１３）と、駆動突き棒（１
   ７）及び戻しばね（１８）を備えたポンプユニット（１
   ４）と、張出し部（１５）に取付けられた量制御弁（１
   ６）とを有する形式のものにおいて、ポンプノズルが試
   験装置内に緊定されかつ駆動されており、噴射圧の決定
   が反力により惹起された、試験装置における長さ変化の
   検出により行なわれることを特徴とする、ポンプノズル
   の噴射圧を決定するための試験装置。
2. 【請求項２】 試験装置がポンプノズルに燃料を供給し
   かつ排出する通路（７５，７７；７６，７８）を有し、
   該通路（７５，７７；７６，７８）がポンプノズルの低
   圧部分（１３）における通路と接続されている、請求項
   １記載の試験装置。
3. 【請求項３】 試験装置がポンプノズルの駆動突き棒
   （１７）と協働する、駆動カム（２６）を備えた駆動軸
   （２５）を有している、請求項１又は２記載の試験装
   置。
4. 【請求項４】 試験装置が制御電子装置を有し、該制御
   電子装置が量制御弁（１６）を駆動カム（２６）の位置
   に関連して制御する、請求項３記載の試験装置。
5. 【請求項５】 試験装置がポンプノズルを受容するケー
   シング（２１から２４）を有している、請求項１から４
   までのいずれか１項記載の試験装置。
6. 【請求項６】 駆動カムがローラタペット（５０）を介
   してポンプノズルと協働しており、ローラタペット（５
   ０）がケーシングの孔（４７）に案内されている、請求
   項３から５までのいずれか１項記載の試験装置。
7. 【請求項７】 量制御弁が試験装置のケーシングの外に
   配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記
   載の試験装置。
8. 【請求項８】 試験装置のケーシングが多部分から構成
   されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の
   試験装置。
9. 【請求項９】 ケーシングの少なくとも２つの部分（２
   ２から２４）が互いに緊定されており、少なくとも別の
   ケーシング部分（２１）がこれと結合されている、請求
   項１から８までのいずれか１項記載の試験装置。
10. 【請求項１０】 ポンプノズルとケーシング部分（２
    １）との間に長さ変化を検出する圧電素子（９３）が配
    置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載
    の試験装置。
11. 【請求項１１】 圧電素子がリングとして構成され、該
    リングを通ってノズルユニットの少なくとも１部（１
    １）が突出している、請求項１から１０までのいずれか
    １項記載の試験装置。
12. 【請求項１２】 ローラタペットがピン（５４）を有
    し、該ピンがポンプノズルの駆動突き棒と結合されてお
    り、該ピンが外周に長さ変化を検出するストレーンゲー
    ジを備えている、請求項１から１１までのいずれか１項
    記載の試験装置。
13. 【請求項１３】 互いに緊定されたケーシング部分と結
    合された別のケーシング部分が長さ変化を検出するスト
    レーンゲージを備えている、請求項１から１２までのい
    ずれか１項記載の試験装置。
14. 【請求項１４】 駆動軸がケーシングにおける軸受（３
    ７，３８）により案内されており、軸受（３７，３８）
    が外周に長さ変化を検出するストレーンゲージを備えて
    いる、請求項１から１３までのいずれか１項記載の試験
    装置。
15. 【請求項１５】 互いに緊定されたケーシング部分が締
    付けねじ及び締付けナットによって結合されており、締
    付けナットと１つのケーシング部分との間に長さ変化を
    検出する圧電素子が配置されている、請求項１から１４
    までのいずれか１項記載の試験装置。
16. 【請求項１６】 試験装置が容積測定装置と協働する、
    請求項１から１５までのいずれか１項記載の試験装置。