DE10015639A1

DE10015639A1 - Vorrichtung zur Kalibrierung eines Volumen- bzw. Volumenstrommessers

Info

Publication number: DE10015639A1
Application number: DE10015639A
Authority: DE
Inventors: Kurt Schraudner; Otto Simon; Eberhard Schoeffel; Josef Seidel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-18

Abstract

Mittels eines Verdrängerkolbens wird Hydraulikmedium aus einer Meßkammer durch den Prüfling bzw. den Volumen- oder Volumenstrommesser hindurch verdrängt. Durch Erfassung des Kolbenhubes wird das verdrängte Volumen bestimmt, so daß die Signale des Volumen- oder Volumenstrommessers entsprechend geeicht werden können.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Kalibrierung eines für hydraulische Medien vorgesehenen dynamischen Volumen- bzw. Volumenstrommessers eines Prüflings.

Moderne Einspritzsysteme zur Kraftstoffeinspritzung an Verbrennungsmotoren besitzen derartige Volumen- bzw. Volumenstrommesser, um die eingespritzen Kraftstoffmengen zu erfassen bzw. die Einspritzventile so steuern zu können, daß vorgebbare Kraftstoffmengen abgespritzt werden.

Bislang erfolgt die Kalibrierung der Volumen- bzw. Volumenstrommesser dadurch, daß der jeweils abgespritzte Kraftstoff auf eine Waage geleitet wird, d. h. es wird die abgespritzte Masse des Kraftstoffes gemessen, wobei dann unter Berücksichtigung der Dichte des abgespritzten Kraftstoffes das verspritzte Volumen bzw. der verspritzte Volumenstrom ermittelt und der Volumen- bzw. Volumenstrommesser entsprechend geeicht werden kann, um ein Zusammenwirken mit einer Motorsteuerung zu ermöglichen, die bei ihrer Arbeit Volumen- bzw. Volumenstromsignale benötigt. Der in diesem Zusammenhang notwendige meßtechnische Aufwand ist unerwünscht groß. Darüber hinaus wird vergleichsweise viel Zeit benötigt, da für eine ausreichende Genauigkeit der Eichung viele Abspritzvorgänge durchgeführt werden müssen.

Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäß ist ein Verdrängeraggregat vorgesehen, dessen Verdränger in bzw. an einer über den Prüfling bzw. dessen Volumen- oder Volumenstrommesser entleerbaren Meßkammer arbeitet und eine Sensoranordnung zur Erfassung des Verdrängerhubes aufweist, wobei eine Auswerteeinrichtung die Signale des Volumen- oder Volumenstrommessers mit einem aus dem Hubweg des Verdrängers ermittelbaren Maß des Volumens bzw. Volumenstroms identifiziert.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß über eine einfache Wegmessung des Verdrängerhubes das jeweils verschobene Volumen des Hydraulikmediums sehr einfach und mit hoher Genauigkeit erfaßbar ist und dementsprechend die Signale des Volumen- bzw. Volumenstrommessers des Prüflings schnell und genau eichbar sind. Denn der Hub und der Querschnitt des Plungers sind sehr exakt bestimmbar, d. h. das hubabhängig verdrängte bzw. verschobene Hydraulikvolumen kann exakt bestimmt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verdrängeraggregat als Kolben einen Plunger aufweist, der von einer Andruckfeder gegen eine Nockenscheibe gespannt wird, und daß der Antriebswelle der Nockenscheibe ein Winkelgeber und/oder dem Plunger ein Weggeber zugeordnet sind. Durch unterschiedlich geformte Nockenscheiben können unterschiedliche Plungerhübe und entsprechend unterschiedliche Eichprozesse durchgeführt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Plunger einen axial zwischen zwei Plungerdichtungen angeordneten Ringraum durchsetzen, der über eine Radialbohrung im Plunger und eine diese Bohrung durchdringende Axialbohrung im Plunger mit der Meßkammer und über ein Zulaufventil mit einer Hydraulikversorgung kommuniziert. Die Meßkammer kann also über den Plunger mit Hydraulikmedium beliefert werden.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein schematisiertes Schnittbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform und

Fig. 3 ein Diagramm, welches einerseits den Hubweg des Plungers in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Nockenscheibe und andererseits die Stromstärke der hydraulischen Volumenverschiebung wiedergibt.

Im Beispiel der Fig. 1 kann eine Meßkammer 1 über einen Volumen- bzw. Volumenstromsensor 2 eines nicht näher dargestellten Prüflings entleert werden. In dieser Meßkammer 1 arbeitet ein Plungerkolben 3, der in einer mit der Meßkammer kommunizierenden Bohrung 4 eines Gehäuses der Meßkammer 1 axial verschiebbar geführt ist, wobei der zwischen dem Außenumfang des Plungerkolbens 3 und der Wandung der Bohrung 4 verbleibende Ringspalt durch einen Dichtring 5 nahe der Meßkammer 1 hydraulisch dicht abgesperrt ist. Die Meßkammer 1 kann über eine nicht näher dargestellte absperrbare Zuführleitung mit Hydraulikmedium befüllt werden.

Der Plungerkolben 3 wird von einer Andruckfeder 6, die zwischen einem plungerseitigen Widerlager 7 und einem stationären Widerlager 8 eingespannt ist und als zur Plungerachse konzentrische Schraubendruckfeder ausgebildet sein kann, gegen den Umfang einer Nockenscheibe 9 gespannt, welche mittels eines Elektromotors 10 antreibbar ist.

Bei Drehung der Nockenscheibe 9 führt der Plungerkolben 3 eine durch die Form der Nockenscheibe 9 genau vorgegebene Hubbewegung aus, wobei der Hubweg aus den Signalen eines mit der Antriebswelle der Nockenscheibe 9 zusammenwirkenden Drehwinkelgebers 11 und/oder aus den Signalen eines mit dem Plungerkolben zusammenwirkenden Hubweggebers 12 ermittelt werden. Damit ist dann auch das Volumen des Hydraulikmediums ermittelbar, welches bei einem Ausschiebehub des Plungerkolbens 3 aus der zuvor gefüllten Meßkammer 1 durch den Volumen- bzw. Volumenstromsensor 2 hindurch ausgestoßen wird.

Die Ausführungsform der Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, die Meßkammer 1 mit Hydraulikmedium zu befüllen.

Der Plungerkolben 3 durchsetzt axial zwischen dem Dichtring 5 und einem weiteren Dichtring 13 einen an der Bohrung 4 ausgebildeten Ringraum 14, welcher über eine im Plungerkolben 3 ausgebildete Radialbohrung 15 sowie eine im Plungerkolben 3 ausgebildete, die vorgenannte Bohrung 15 durchdringende Axialbohrung 16 mit der Meßkammer 1 kommuniziert. Außerdem ist der Ringraum 14 über eine Leitung 17, die durch ein Zulaufventil 18 absperrbar ist, mit einer Hydraulikversorgung 19 verbunden.

Bei geöffnetem Zulaufventil 18 kann also Hydraulikmedium in die Meßkammer 1 eingeleitet werden.

In Fig. 3 ist im Diagramm A der Hub H des Plungerkolbens 3 in Abhängigkeit von der Zeit t beispielhaft dargestellt, wobei im dargestellten Beispiel innerhalb einer Zeitspanne T genau eine volle Umdrehung der Nockenscheibe 9 erfolgt. Es ist erkennbar, daß der Radius zunächst stufenförmig mit abwechselnd kleinen und großen Stufen anwächst und nachfolgend kontinuierlich abnimmt, bis nach Ablauf der Zeitspanne T wiederum der minimale Ausgangswert erreicht ist.

Dabei ist der Wert des Hubes H direkt proportional dem vom Plungenkolben 3 verdrängten Volumens des Hydraulikmediums.

Das Diagramm B der Fig. 3 zeigt den durch den Kolbenhub bewirkten Hydraulikstrom J in Abhängigkeit von der Zeit t, wobei negative Werte von J den beim Rückhub des Plungerkolbens 3 auftretenden Zulauf von Hydraulikmedium bei geöffnetem Zulaufventil 18 wiedergeben.

Claims

1. Vorrichtung zur Kalibrierung eines für hydraulische Medien vorgesehenen dynamischen Volumen- bzw. Volumenstrommessers eines Prüfungs, gekennzeichnet durch ein Verdrängeraggregat, dessen Verdränger (3) in bzw. an einer über den Prüfling bzw. dessen Volumen- oder Volumenstrommesser (2) entleerbaren Meßkammer (1) arbeitet und mit einer Sensoranordnung (11, 12) zur Erfassung des Verdrängerhubes zusammenwirkt, wobei eine Auswerteeinrichtung die Signale des Volumen- oder Volumenstrommessers mit einem aus dem Hubweg des Verdrängers ermittelbaren Maß des durch den Volumen- oder Volumenstrommesser abgeströmten Volumens bzw. Volumenstroms identifiziert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängeraggregat einen Plungerkolben (3) aufweist, der von einer Andruckfeder (6) gegen eine Nockenscheibe (9) gespannt wird, und daß der Antriebswelle der Nockenscheibe (9) ein Winkelgeber (11) und/oder dem Plungerkolben (3) ein Weggeber (12) zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Plungerkolben (3) einen axial zwischen zwei Plungerdichtungen (5, 13) angeordneten Ringraum (14) durchsetzt, der über eine Radialbohrung (15) im Plungerkolben und eine diese Bohrung durchdringende Axialbohrung (16) im Plungerkolben mit der Meßkammer (1) und über ein Zulaufventil (18) mit einer Hydraulikversorgung kommuniziert.