Vorrichtung zur Ermittlung der Kraftstoffrücklaufmenge eines Injektors einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Ermittlung der Kraftstoffrücklaufmenge eines Injektors einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Vorrichtung ist bereits bekannt und wird vor allem in Werkstätten verwendet, um die Funktion eines Injektors zu überprüfen. Der Injektor ist dabei mit einem Hochdruckspeicher, einem sogenannten Common-Rail, verbunden und weist ein elektrisch betätigtes Steuerventil zur
Steuerung der Kraftstoffeinspritzung auf. Das Steuerventil weist dabei üblicherweise einen elektromagnetischen Aktor auf. Am Injektor ist ein Rücklaufanschluß zur Verbindung des Injektors mit einer Kraftstoffrücklaufleitung vorgesehen, über die Kraftstoff vom Injektor zu einem
Entlastungsbereich abgeführt wird. Die Vorrichtung wird anstelle der Kraftstoffrücklaufleitung am Injektor angeschlossen und weist eine Kraftstoffleitung sowie eine Sammelvorrichtung auf, in die die Kraftstoffleitung mündet. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird somit die aus dem Injektor abfließende Kraftstoffrücklaufmenge in der Sammelvorrichtung gesammelt. Abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, wie
beispielsweise deren Drehzahl, Last, etc, muss bei korrekter Funktion des Injektors eine vorgegebene Kraftstoffrücklaufmenge aus diesem während eines bestimmten Zeitraums abfließen. Wenn die tatsächlich ermittelte Kraftstoffrücklaufmenge von der vorgegebenen
Kraftstoffrücklaufmenge abweicht, so kann hieraus auf eine Fehlfunktion des Injektors geschlossen werden.
Bei neuartigen Injektoren werden Steuerventile mit piezoelektrischem Aktor verwendet, bei dem ein hydraulischer Übersetzer vorgesehen ist, der mit Kraftstoff befüllt ist, wobei für eine ordnungsgemäße Befüllung des Übersetzers ein erhöhter Druck erforderlich ist. Die Befüllung des Übersetzers erfolgt dabei aus dem KraftstoffrücklaufSystem, in dem somit ein erhöhter Druck aufrechterhalten werden muss. Ohne korrekte Befüllung des Übersetzers ist der Injektor nicht funktionsfähig, so dass auch dessen Kraftstoffrücklaufmenge mittels der bekannten Vorrichtung nicht ermittelt werden kann.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass aufgrund des Stauelements auch bei einem Injektor die
Kraftstoffrücklaufmenge ermittelt werden kann, bei dem ein erhöhter Druck am Kraftstoffrücklaufanschluß erforderlich ist.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine in vereinfachter Darstellung, Figur 2 einen Injektor der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Vorrichtung zur Ermittlung von dessen Kraftstoffrücklaufmenge und Figur 3 ausschnittsweise die Vorrichtung gemäß einer modifizierten Ausführung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine dargestellt, die vorzugsweise eine mehrzylindrige selbstzündende Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ist. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Hochdruckpumpe 10 auf, durch die Kraftstoff unter Hochdruck in einen Hochdruckspeicher 12 gefördert wird. An jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ist ein Injektor 14 angeordnet, der mit dem Hochdruckspeicher 12 verbunden ist. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist somit als Common-Rail-Einspritzeinrichtung ausgebildet. Der Injektor 14 weist ein Kraftstoffeinspritzventil 16, durch das Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders eingespritzt wird, und ein elektrisch betätigtes Steuerventil 18 auf. Durch das Steuerventil 18 wird die Öffnungs- und Schließbewegung eines Einspritzventilglieds 17 des Kraftstoffeinspritzventils 16 gesteuert. Das Steuerventil 18 weist vorzugsweise einen piezoelektrischen Aktor 19 auf, dem ein hydraulischer Übersetzer 20 zugeordnet ist, um den Hub des Aktors 19 zu vergrößern, so dass mit diesem eine Schaltfunktion erzielt werden kann, um das Einspritzventilglied 17 zu öffnen bzw. zu schließen. Vorzugsweise wird durch das Steuerventil 18 der in einem Steuerdruckraum 21 herrschende Druck gesteuert, durch den das Einspritzventilglied 17 zumindest mittelbar,
beispielsweise über einen den Steuerdruckraum 21 begrenzenden Steuerkolben 22 in Schließrichtung beaufschlagt ist. Um eine Öffnungsbewegung des Einspritzventilglieds 17 und damit eine Kraftstoffeinspritzung zu ermöglichen wird durch das
Steuerventil 18 der Steuerdruckraum 21 entlastet, so dass die auf das Einspritzventilglied 17 wirkende schließende Kraft verringert wird. Bei der Entlastung des Steuerdruckraums 21 wird durch das Steuerventil 18 aus diesem Kraftstoff abgesteuert. Das Steuerventil 18 wird von einer elektronischen Steuereinrichtung 23 angesteuert.
Am Injektor 14 ist eine zum Hochdruckspeicher 12 führende hydraulische Leitung 24 sowie an einem Rücklaufanschluß 26 eine zu einem Entlastungsbereich führende
Kraftstoffrücklaufleitung 28 angeschlossen. Über die Kraftstoffrücklaufleitung 28 wird durch das Steuerventil 18 aus dem Steuerdruckraum 21 abgesteuerter Kraftstoff abgeleitet. Außerdem wird über die Kraftstoffrücklaufleitung 28 eine eventuell vorhandene Leckage aus dem Injektor 14 abgeleitet. Bei der Kraftstoffeinspritzeinrichtung sind die
Kraftstoffrücklaufleitungen 28 aller Injektoren 14 zu einer gemeinsamen Sammelrücklaufleitung 30 zusammengeführt und diese mündet zumindest mittelbar in einen
Kraftstoffvorratsbehälter 32. Stromaufwärts des Kraftstoffvorratsbehälters 32 ist in der Sammelrücklaufleitung 30 ein Stauelement 34 angeordnet, durch das in den Kraftstoffrücklaufleitungen 28 der Injektoren 14 ein erhöhter Druck aufrechterhalten wird. Das Stauelement 34 kann ein Druckhalteventil oder eine Drosselstelle sein. Der erhöhte Druck in der Kraftstoffrücklaufleitung 28 ist erforderlich, um eine Befüllung des hydraulischen Übersetzers 20 des Injektors 14 sicherzustellen. Durch das Stauelement 34 kann
beispielsweise ein Druck von etwa 5 bar bis 20 bar, vorzugsweise von etwa 10 bar aufrechterhalten werden.
Zur Überprüfung der Funktion eines Injektors 14 ist eine Vorrichtung 40 vorgesehen, mittels der die
Kraftstoffrücklaufmenge des Injektors 14 ermittelt wird. Diese Vorrichtung 40 wird anstelle der
Kraftstoffrücklaufleitung 28 am Rücklaufanschluß 26 des Injektors 14 angeschlossen. Die Vorrichtung 40 weist eine Kraftstoffleitung 42 auf, die am Rücklaufanschluß 26 des
Injektors 14 angeschlossen wird, beispielsweise über einen Adapter 41, und die zu einem Sammelbehälter 44 führt. Der Sammelbehälter 44 ist beispielsweise als Meßröhre ausgebildet, die aus transparentem Material besteht und die mit einer Skalierung versehen ist. Erfindungsgemäß ist in der Kraftstoffleitung 42 stromaufwärts des Sammelbehälters 44 ein Stauelement 46 angeordnet, durch das entsprechend dem Stauelement 34 am Rücklaufanschluß 26 des Injektors 14 ein erhöhter Druck aufrechterhalten wird. Das Stauelement 46 ist vorzugsweise wie in Figur 2 dargestellt als
Druckhalteventil ausgebildet, das den Abfluß von Kraftstoff aus dem Rücklaufanschluß 26 des Injektors 14 erst bei Erreichen eines vorgegebenen Drucks freigibt. Alternativ kann das Stauelement 46 auch wie in Figur 3 dargestellt als Drosselstelle ausgebildet sein. Durch das Stauelement 46 wird am Rücklaufanschluß 26 des Injektors 14 beispielsweise ein Druck zwischen etwa 5 bar und 20 bar, vorzugsweise von etwa 10 bar aufrechterhalten, wie dieser auch bei angeschlossener Kraftstoffrücklaufleitung 28 vorhanden ist.
Nach dem Anschließen der Vorrichtung 40 an den Injektor 14 wird die Brennkraftmaschine in Betrieb gesetzt und für eine bestimmte Zeitdauer in einem vorgegebenen Betriebszustand gehalten. Die während dieser Zeitdauer aus dem Injektor 14 abfließende Kraftstoffrücklaufmenge wird im Sammelbehälter 44 gesammelt und kann an der Skalierung des Sammelbehälters
44 direkt abgelesen werden. Durch Vergleich der tatsächlichen Kraftstoffrücklaufmenge mit der bei korrekter Funktion des Injektors 14 vorgegebenen Kraftstoffrücklaufmenge kann auf einfache Weise eine Abweichung erkannt und somit auf eine Fehlfunktion des betreffenden Injektors 14 geschlossen werden. Es kann vorgesehen sein, dass nur an einem Injektor 14 der Kraftstoffeinspritzeinrichtung die Vorrichtung 40 angeschlossen ist, wobei dann Prüfläufe der Brennkraftmaschine entsprechend der Anzahl der Injektoren 14 erforderlich sind, um alle Injektoren 14 prüfen zu können. Alternativ kann auch während eines einzigen Prüflaufs der Brennkraftmaschine an jeden Injektor 14 eine Vorrichtung 40 angeschlossen werden. Hierbei kann auch ohne quantitative Auswertung im Vergleich der
Kraftstoffrücklaufmengen der verschiedenen Injektoren 14 ein Injektor 14 ermittelt werden, dessen Kraftstoffrücklaufmenge im Vergleich mit den anderen Injektoren 14 abweicht.