DE3128072A1

DE3128072A1 - Pruefstand zum pruefen von einspritzduesen

Info

Publication number: DE3128072A1
Application number: DE19813128072
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(grad.) 7032 Sindelfingen Banzhaf; Klaus Dipl.-Ing. Brenner; Ewald Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart Eblen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-11-08
Filing date: 1981-07-16
Publication date: 1982-06-24
Also published as: US4428228A; DE3128072C2; GB2086984A; GB2086984B

Description

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1 a. β . 1Ο.81 Wd /Le

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Prüfstand zum Prüfen von Einspritzdüsen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Prüfstand nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Prüfstand werden nur Einzelprüfungen durchgeführt₉ objektive Prüfungen sind nur teilweise eingeführt bzw. möglich. Dies alles führt zu unbefriedigenden Ergebnissen.

Vorteile der Erfindung

Dfer erfindungsgemäße Prüfstand mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die einzelnen Prüfvorgänge auf einfache Weise in einem Gesamtaggregat ausgeführt werden können, insbesondere auch automatisch, was jedoch nicht ausschließt, daß auch einzelne Funktionsprüfungen getrennt ausführbar sind. Damit kann die Prüfzeit und Prüfqualität pro untersuchten Gegenstand wesentlich verkürzt werden. Zur Öffnungsdruck- und Schnarrprüfung wird eine objektive Prüfmethode eingeführt.

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Durch die in den Unteransprüchen· aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Kauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Prüfstand für Einspritzventile in schematischer Darstellung, Figur 2 eine Einzelheit, Figuren 3 und U Diagramme, Fig. 5 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, Fig. 6 ein drittes Diagramm.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In Figur 1 ist mit 10 eine mehrzylindrische Einspritzpumpe bezeichnet, die von einem Motor 11 angetrieben ist. Sie saugt aus einem Behälter 12 ein Druckmedium, insbesondere Prüf öl, -an und fördert es ü"ber ein Sammelrohr 13 in eine Druckleitung 1U. Die Druckleitung 1h mündet einerseits in eine Leitung 15, die zu einem U/3-Wege-Ventil 16 führt,: andererseits in einen Leitungszweig 15' mit einem Druckspeicher 17, einem Filter 18, einem elektronischen Manometer 19, einem Durchflußmeßgeber 20 und einer Temperaturmeßstelle 21, von wo sie zum Wegeventil 16 zurückführt. Die genannten Geräte sind hintereinander geschaltet. An den Durchflußmeßgeber 20 ist eine Durchflußanzeige 22 angeschlossen.

Die Einspritzpumpe 10 ist so ausgebildet, daß sie das Druckmedium mit konstantem Druck liefert. Zu diesem Zweck ist sie mit einem Stellmotor 2U ausgestattet, der vom .. elektronischen Manometer 19 beeinflußt ist. Diese Maß-

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nähme ist an sich "bekannt und deshalb nicht weiter besehrieben. Vom Wegeventil 16 führt eine Leitung 26 zum Behälter 12 und eine Leitung 27 zu einem 3/3-Wegeventil von dessen Ausgang eine Leitung 29 zu einem Einspritzventil, im folgenden Düsenhalterkombination genannt₉ 30 führt. Darunter versteht man die in den Düsenhalter eingebaute Düse, vie sie später in den Motor eingebaut wird.

Die oben geschilderte Einrichtung bildet einen ersten Prüfkreis P1 für die Durchflußmengenmessung der Düsenhalterkombination. Die Einrichtung ist abgesichert durch ein Druckbegrenzungsventil 31.

Die linke Bildhälfte zeigt einen zweiten Prüfkreis für die Prüfung auf Öffnungsdruck, Schnarrverhalten und Dichtheit der Düsenhalterkombination. Sie weist eine Pumpe 3^ auf j die durch einen Motor - 35 mit konstanter Drehzahl angetrieben ist. Die Pumpe saugt ebenfalls Druckmedium aus dem Behälter 12 an und fördert es in eine Leitung 36 _s die zu einem 3M~Wegeventil 37 führt. Vom Wegeventil führt eine erste Leitung 38 zu einem piezoresistiven Absblutdruckgeber 39s "von dem sie weiter führt zum Wegeventil 26. An den Absolutdruckgeber 39 ist ein Spitzendruck-Anzeigegerät kO angeschlossen, an dieses wiederum eine Auswertelektronik U1.

Vom Wegeventil 37 führt eine zweite Leitung U3 zu einem Druckspeicher kk. In der Leitung U3 befindet sich ein Druckregelventil, von dem eine Leitung 1*5 zum Behälter 12 führt. An die Leitung 36 ist ein Druckbegrenzungsventil k-9 angeschlossen, von dem eine Leckölleitung U8 zum Behälter 12 führt.

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Unterhalb der Dusenhalterkombination 30 ist eine Laser-Lichtquelle 50 angeordnet, von der ein Laserstrahl 51 unmittelbar an der Düsenmündung 52 vorbei zu einem Detektor 53 führt. Die Temperatur des Druckmediums im Behälter 12 wird konstant gehalten.

Vor Beginn des Meßvorgangs wird die Dusenhalterkombination 30 in die Aufnahmevorrichtung 32 eingesetzt. Mit dem ersten Prüfkreis P1 wird die hydraulische Durchflußmenge der Dusenhalterkombination mit Hilfe des Durchflußmeßgebers gemessen. Das Wegeventil 16 befindet sich dabei in seiner Schaltstellung I, das Wegeventil 28 in seiner Schaltstellung III. Der Druckspeicher 17 dient dazu, Druckschwingungen auszugleichen, die vom Fördervorgang der Pumpe 10 herrühren. Der Prüfdruck beträgt beispielsweise bei Zapfendüsen 300 bar, bei Lochdüsen UOO bar. Der Durchflußmeßgeber 20 ist zweckmäßigerweise als Turbinenneßgeber ausgebildet. Beim Meßvorgang liegt die Düsennadel am oberen Hubanschlag, so daß der Durchfluß durch die Einspritzdüse voll geöffnet ist..Die Durchflußanzeige 22 registriert die Durchflußmenge. Grenzwertschalter zeigen an, ob die Durchflußmenge innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfeldes liegt.

Mit dem Prüfkreis P2 wird die Prüfung auf Öffnungsdruck, Schnarrverhalten und Dichtheit der Dusenhalterkombination geprüft. Für die Vorbereitung dieser Prüfung wird das Wegeventil 16 erst in die Schaltstellung II gebracht (das Wegeventil 28 befindet sich nach wie vor in Schaltstellungen), worauf Druckmedium über die Leitung 15 - also unter Umgehung der Meßgeräte - direkt in die,Düse strömt, um diese zum Schnarren anzuregen. Daraufhin wird das Wegeventil 28

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in seine Schaltstellung I gebracht, wodurch die Düsenhalterkom"bination 30 an die Leitung 38 angeschlossen ist. Die ständig angetriebene Pumpe 3^ weist einen Nocken 55 auf, der ü"ber einen Winkel oL von etwa 250 einen konstanten Volumenstrom pro Grad Nockenwinkel fördert. Der Nokken wirkt auf einen Förderkolben 56 ein, welcher das Druckmedium in die Leitung 36 -verdrängt.

Zur Prüfung des Öffnungsdrucks und Schnarrverhaltens wird das Wegeventil 37 in seine Schalt stellung IV gebracht, worauf Druckmedium in die Leitung 38 gelangt. Im Leitungs system baut sich der Druck bis zum Erreichen des Öffnungs druckes der Düsenhalterkombination auf und fällt beim Öff nen der Düsennadel bis .unter den Schließdruck ab. Von da an beginnt der Vorgang von neuem und wiederholt sich peri odisch, solange der Förderstrom konstant bleibt. Dieser Vorgang wird als Schnarren bezeichnet.

Der piezoresistive Absolutdruckgeber 39 git>t das Drucksignal an das Spitzendruck-Anzeigegerät Uo, das den Öffnungsdruck anzeigt.

Die nachgeschaltete Auswerteelektronik U¹I erkennt zur

druck /
Offnungs«Jsontrolle die erste Druckspitze und zur Schnarr-

weiteren/
prüfung die/Druckspitzen, zählt sie pro Zeiteinheit und vergleicht sie mit einem Sollwert (Toleranzfeld).

Eine Düse ist dann in Ordnung, wenn sie schnarrt, dies zeigt der Druckverlauf in Figur 3. Die Figur h zeigt den Bruckverlauf einer Düse, die nicht schnarrt, d.h. der Druck bleibt über den FörderZeitraum etwa konstant; die Düse ist nicht in Ordnung.

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Für die Sitzdichtheitsprüfung der Düsenhalterkombination wird das Wegeventil 37 in. seine Schaltstellung II gebracht, Damit wird der Druckspeicher kk über die Leitung U3 an die Leitung 38 angeschlossen. Der Druckspeicher ist von der Pumpe 3^ auf einen Wert aufgeladen, der 10 bar unterhalb des nominellen Öffnungsdrucks liegt. Das Wegeventil 28 bleibt in seiner Schaltstellung I. Druckmittel fließt nun unter dem gerade, genannten Druck zur Düsenhalterkomrbination 30 und in die Düse. Da der Druck den Öffnungsdruck nicht erreicht, bleibt die Düse geschlossen. Bei der prüf standsbedingten Position der Laserlichtq^uelle 50 wird der ausgesandte Laserstrahl 51 gegebenenfalls durch einen Flüssigkeitstropfen an der Düsenmündung abgelenkt. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die Sitzdichtheit ziehen.

Der Druckspeicher hk wird aufgeladen, wenn sich das Wegeventil 3-7 in der Schaltstellung III befindet. Das Druckbegrenzungsventil h6 bestimmt den Druck im'Druckspeicher.

Für die Dichtheitsprüfung der Düsenhalterkombination und zur Prüfung des Nadelspiels wird die Düsenhalterkombination 30 und die Leitung 38 mit dem Druck des Speichers -hk beaufschlagt; dazu befindet sich Wegeventil 37 in Stellung II. Daraufhin wird das Ventil 37 in Stellung III gebracht und sofort anschließend der Druck mit Hilfe des ."■ Druckgebers 39 aufgenommen. In der Auswerteelektronik 1*1 wird dieser Wert mit einem nach einem definierten Zeitintervall, z.B. 1 see, nochmals aufgenommenen Wert verglichen. Der Druckabfall darf einen bestimmten Wert nicht überschreiten.

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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist lediglich der zweite Prüfkreis P2 geändert_s und zwar dadurch vereinfacht, daß der Druckspeicher hk entfällt. Das Wegeventil 37' ist als 3/2-Wegeventil mit den Schaltstellungen I und II ausgebildet, das Druckbegrenzungsventil H6 ist ebenfalls eliminiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel entfällt die Sitzdichtheitsprüfung, daher auch die Laserlichtquelle 50, 53.

Die Auswerteelektronik U1 erkennt wiederum zur Öffnungsdruckkontrolle die erste Druckspitze und zur Schnarrprüfung die weiteren Druckspitzen, zählt sie pro Zeitein™ heit und vergleicht sie mit einem Sollwert (Toleranzfeld). Zur Öffnungsdruck,, Schnarr- und Dichtheitsprüfung der Düsenhalterkombination wird das Wegeventil 37' in seine Schaltstellung II gebracht. Das von der Pumpe geförderte Druckmedium gelangt wieder über das Wegeventil 28 zur Düsenhalterkombination. Die genannten Prüfungsvorgänge werden während einer Umdrehung des Pumpennockens durchgeführt; siehe hierzu das Diagramm nach Figur 6.

Auf der Abszisse ist die Zeit, auf der Ordinate der Druck aufgetragen. Der Punkt A zeigt den Beginn der Öffnungsdruckprüfung, der Punkt B den Öffnungsdruck; mit T₁ ist die Zeitspanne des Schnarrens bezeichnet;, die bis zum Förderende bei Punkt C reicht. Wach einem Zeitraum T beginnt die Druckabfallprüfung bei Punkt D und endet nach T_ bei Punkt E. Die Reihenfolge der Prüfungen kann ebenfalls vertauscht werden.

Leerseite

Claims

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12.6.1981 Wd/Le

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Ansprüche

1.J Prüfstand zum Prüfen von Einspritzdüsen im Düsenhalter (Düsenhalterkombination - DHK) auf Durchflußmenge, Öffnungsdruck und Schnarrverhalten, Dichtheit der Düsenhalterkombination und gegebenenfalls der Sitzdichtheit sowie des Nadelspiels der Düse, wobei das von einer Pumpe geförderte hydraulische Druckmedium konstanter Temperatur über eine Steuervorrichtung der in einer Aufnahmevorrichtung eingebauten Düsenhalterkombination zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der' Prüfstand in der Kombination zweier Prüfkreise (P1 und P2) besteht, deren jedem eine Pumpe (10, 3U) zugeordnet ist, daß im ersten Kreis die Durchflußmessung durchgeführt wird, im zweiten Kreis die Prüfung auf Öffnungsdruck, Schnarrverhalten, Dichtheit der Düsenhalterkombination einschließlich des Nadelspiels der Düse, und daß diese Prüfschritte während eines Arbeitsgangs durchführbar sind.

2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (3*0 des zweiten Kreises während eines Prüfzyklus, insbesondere während einer teilweisen Umdrehung des Pumpennockens (55) » eine konstante Menge pro Zeiteinheit

liefert.

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3. Prüfstand nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekönn-* zeichnet, daß im zweiten Kreis ein Druckspeicher {hk) vorgesehen ist, der nur hei der Sitzdichtheitsprüfung der Düse über das Steuerventil (3T) zugeschaltet wird und das Druckmedium liefert, wobei dessen Druck etwas unterhalb des Öffnungsdrucks der Düse liegt.

k. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgeber (39) ein piezoresistiver Absolutdruckgeber ist, der die Information über ; den Druck als elektrisches Signal ari das Anzeigegerät (Ui) gibt.

5. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sitzdichtheitsprüfung eine Laser-Lichtquelle (50) dient, deren Strahl unmittelbar an der Düsenmündung (52) vorbeiläuft und auf einen Detektor (53) trifft.

6. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1O) des ersten Kreises auf konstanten Druck eingestellt ist und daß in diesem Kreis hintereinander geschaltet ein Druckspeicher (17) zum Dämpfen von Druckschwingungen, ein Manometer (19), ein Durchflußmeßgeber (20) und ein Temperaturmeßgerät (21) angeordnet sind.

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T. Prüfstand nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Manometer (19) ein elektronisches
Gerät ist, das einen Stellmotor (2k) für den konstanten Druck der Pumpe (10) steuert.

8. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 his 7₅ dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung aus zwei hintereinander geschalteten Mehrwegeventilen (16, 28) "besteht ,

9. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 "bis T₅ dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung aus einem einzigen Mehrwegeventil "besteht.

10. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Kreis ein Webenkreis (15) vorgesehen ist, über den Druckmedium unter Umgehung der Meßgeräte (19 bis 21) unmittelbar der Düsenhalterkombination (30) zugeleitet wird.

11. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher im zweiten Kreis ■ in einer Nebenleitung angeordnet ist und über ein der
Pumpe (3U) nachgeschaltetes Steuerventil (37) aufgeladen und dem Hauptkreis zuschaltbar ist.

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12. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 "bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (3M des zweiten Kreises einen Nocken (55) aufweist, der über einen Drehwinkel von etwa 250 einen konstanten Volumenstrom fördert.

13. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 "bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche gemessenen Werte von einer Auswertelektronik (^1) ausgewertet werden.

lU. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1O) des zweiten Prüfkreises eine Einspritzpumpe ist.

15. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1, 2, k_t 5, T bis und 12 bis 1U, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Prüfkreis kein Druckspeicher angeordnet ist und daß das Druckmedium in diesem Prüfkreis über ein 3/2-Wegeventil beim Prüfvorgang in einer ersten Schaltstellung zur Düsenhalterkombination geleitet wird, in einer zweiten Schaltstellung zum Behälter.