DE10104798A1 - Method and apparatus for measuring fuel injection amount, and the change in delivered amount over the course of an injection cycle for an IC engine, has measurement apparatus placed at the inlet of the fuel injector - Google Patents

Abstract

Measurement device for determining the amount of fluid (14) delivered by a fuel injection valve (12) and or the fuel injection course. Device comprises a measurement head (16) with a measurement chamber (18), inlet (20) and outlet (22). The measurement head and chamber are positioned prior to the fuel injection valve with the measurement head designed to deliver the fuel injection amount into the valve. An independent claim is made for a method for determining fuel injection amount and the injection course, i.e. the varying amount of fuel delivered from the start to the end of the injection action, with a measurement arrangement placed on the delivery side of the injection valve.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung sowie ein Ver­ fahren zur Bestimmung einer von einem Ventil abgegebenen Einspritzmenge eines Fluids und/oder eines Einspritzmengen­ verlaufs.The invention relates to a measuring device and a Ver drive to determine one delivered by a valve Injection quantity of a fluid and / or an injection quantity course.

Einspritzmengenmessgeräte sind, insbesondere in der Kraft­ fahrzeugtechnik, seit längerem bekannt und spielen bei der Entwicklung und Prüfung von Einspritzventilen eine wichtige Rolle. Die messtechnische Erfassung einer Einspritzmenge und insbesondere eines Einspritzmengenverlaufs während einer einzigen oder mehreren aufeinanderfolgenden Einspritzungen ist für die Untersuchung und Optimierung von Brennverläufen in Verbrennungskraftmaschinen von großer Bedeutung.Injection quantity measuring devices are particularly powerful vehicle technology, known for a long time and play at the Development and testing of injection valves an important Role. The measurement of an injection quantity and in particular an injection quantity curve during a single or multiple consecutive injections is for the investigation and optimization of burning processes of great importance in internal combustion engines.

Bekannt ist eine Messvorrichtung zur Bestimmung einer von einem Ventil abgegebenen Einspritzmenge eines Fluids und/oder eines Einspritzmengenverlaufes mit einem Messkopf, der eine volumenveränderliche Messkammer, eine Eintritts­ öffnung für einen Eintritt des Fluids in die Messkammer und eine Ausgangsöffnung für einen Austritt des Fluids aus der Messkammer aufweist, und mit einer Messeinrichtung zum Be­ stimmen einer Volumenänderung der Messkammer als Maß für die Einspritzmenge bzw. den Einspritzmengenverlauf. A measuring device for determining one of is known injection quantity of a fluid delivered to a valve and / or an injection quantity curve with a measuring head, which is a variable-volume measuring chamber, an inlet opening for an entry of the fluid into the measuring chamber and an outlet opening for an exit of the fluid from the Has measuring chamber, and with a measuring device for loading agree a change in volume of the measuring chamber as a measure for the injection quantity or the injection quantity curve.  

Weiterhin ist ein Verfahren zur Bestimmung einer von einem Ventil abgegebenen Einspritzmenge eines Fluids und/oder eines Einspritzmengenverlaufs bekannt, wobei ein Ventil auf einer Zulauf seite mit dem Fluid beaufschlagt wird, das Ven­ til für einen definierten Zeitraum offen gestellt wird, eine Einspritzmenge des Fluids durch das offene Ventil hin­ durchtritt und die Einspritzmenge eine Volumenänderung einer veränderlichen Messkammer eines Messkopfes bewirkt und wobei die Volumenänderung der Messkammer mit einer Messeinrichtung als ein Maß für die Einspritzmenge des Fluids bestimmt wird.Furthermore, a method for determining one of one Valve delivered quantity of injection of a fluid and / or an injection quantity curve known, with a valve on an inlet side is acted upon by the fluid, the Ven til is made available for a defined period of time, an injection amount of the fluid through the open valve passes and the injection quantity a change in volume a variable measuring chamber of a measuring head and wherein the volume change of the measuring chamber with a Measuring device as a measure of the injection quantity of the Fluid is determined.

Diese Messgeräte sind vorwiegend für Untersuchungen an Dieseleinspritzventilen konzipiert und werden auslaufsei­ tig am Ventil angeordnet, um den vom Ventil austretenden Kraftstoff in einer Messkammer zu sammeln.These measuring devices are mainly for investigations Diesel injectors are designed and will be phased out tig arranged on the valve around the exiting from the valve Collect fuel in a measuring chamber.

Hierbei ist in der Messkammer ein schwimmender passiver Kolben geführt, der durch den zufließenden Kraftstoff verschoben wird. Die Verschiebung wird durch einen Weg­ sensor aufgezeichnet und ermöglicht somit die Messung der zugeflossenen Menge. Um eine einwandfreie Funktion zu ge­ währleisten und um Fehlmessungen zu vermeiden, muss die Messkammer vollständig mit dem Kraftstoff gefüllt sein. Weiterhin wird zur Vermeidung eines Überschwingens die Rückseite des Kolbens mit einem für jeden Anwendungsfall einzujustierenden Überdruck beaufschlagt. Hierzu wird üb­ licherweise ein Gas verwendet. Wenn der Kolben das Mess­ kammerende erreicht hat, die Messkammer also vollständig mit Fluid gefüllt ist, muss die Messkammer durch ein Ab­ lassventil geleert werden. Here, a floating passive is in the measuring chamber Piston guided by the inflowing fuel is moved. The shift is through a path sensor recorded and thus enables the measurement of inflow amount. In order to function properly ensure and to avoid incorrect measurements, the The measuring chamber must be completely filled with the fuel. Furthermore, to avoid overshoot Back of the piston with one for every application overpressure to be adjusted. This is practiced used a gas. When the piston takes the measurement has reached the end of the chamber, i.e. the measuring chamber completely is filled with fluid, the measuring chamber must be let the valve be emptied.  

Im Unterschied zur realen Betriebssituation im Verbren­ nungsmotor, wo das Fluid in eine mit Gasdruck gefüllte Kam­ mer eingespritzt wird, erfolgt bei den bekannten Messvor­ richtungen eine Abspritzung in eine flüssigkeitsgefüllte und mit Druck beaufschlagte Messkammer. Es kommt somit bei dem bekannten Verfahren zu Rückwirkungen der Messvorrich­ tung auf das Abspritzverhalten des zu untersuchenden Ven­ tils. Die hieraus resultierenden Unterschiede gegenüber der realen Betriebssituation können für ein Dieseleinspritzven­ til mit einem Einspritzdruck zwischen 300 bis über 2000 bar tolerierbar sein. Wünschenswert ist für den Entwickler je­ doch immer eine möglichst exakte Nachbildung der Situation am Verbrennungsmotor. Dies ist insbesondere bei strahlge­ führten Benzinhochdruckeinspritzventilen der Fall, deren rotierender Strahlkegel beim Eintauchen in eine Flüssig­ keitskammer vollständig zerstört würde und bei welchen durch den Gegendruck in der Messkammer erhebliche Rückwir­ kungen auf die Abspritzmengen verursacht werden.In contrast to the real operating situation in burning motor, where the fluid enters a gas-filled chamber mer is injected takes place in the known measuring device directions an injection into a liquid-filled and pressurized measuring chamber. It comes with the well-known method for repercussions of the measuring device on the spray behavior of the Ven to be examined tils. The resulting differences compared to the real operating situation for a diesel injection valve til with an injection pressure between 300 and over 2000 bar be tolerable. It is always desirable for the developer but always an exact replication of the situation on the internal combustion engine. This is particularly the case with Strahlge led high pressure gasoline injectors the case rotating jet cone when immersed in a liquid chamber would be completely destroyed and in which due to the back pressure in the measuring chamber effects on the spray volume.

Aber auch bei Dieseleinspritzventilen der neuesten Gene­ ration mit mehreren Einspritzungen während eines einzigen Verbrennungsvorgangs stoßen die bekannten Systeme an Gren­ zen, da die passive zu bewegende Masse des Kolbens einen nicht zu vernachlässigenden Fehlerfaktor darstellt. Die Masse des Kolbens muss gegen den auf seiner Rückseite herrschenden Gegendruck zu Beginn des Einspritzvorganges beschleunigt und wieder abgebremst werden. Die dabei auf­ tretenden Beschleunigungen können bis etwa dem tausendfa­ chen der Erdbeschleunigung entsprechen, wodurch selbst für geringe Kolbenmassen bereits äußerst große Kräfte zur Be­ schleunigung oder Bremsung benötigt werden. Diese Kräfte können nur durch den Differenzdruck zwischen Messkammer und der gasbefüllten Dämpferkammer erzeugt werden. Eine Erhöhung des Differenzdrucks kann aber nur durch einen weiteren Druckanstieg in der Messkammer zu Beginn der Beschleuni­ gungsphase, d. h. nach Öffnen des Einspritzventils, sowie durch ein eventuelles Überschwingen des Kolbens zu Beginn der Bremsphase, d. h. bei Schließbeginn des Einspritzven­ tils, erzeugt werden. Beide Effekte beeinflussen jedoch das Abspritzverhalten des zu untersuchenden Ventils und führen somit zu einer unerwünschten Verfälschung der gemessenen Einspritzmenge und/oder des gemessenen Einspritzmengenver­ laufs.But also with the latest genes of diesel injectors ration with multiple injections during a single The known systems come up against the combustion process zen because the passive mass of the piston to move represents a not negligible error factor. The Mass of the piston must be against the one on its back prevailing back pressure at the beginning of the injection process accelerated and braked again. The on accelerations can occur up to about a thousand times Chen correspond to the acceleration due to gravity, whereby even for small piston masses already extremely large forces for loading acceleration or braking are required. These powers can only be determined by the differential pressure between the measuring chamber and the gas-filled damper chamber are generated. An increase  the differential pressure can only by another Pressure increase in the measuring chamber at the start of the acceleration supply phase, d. H. after opening the injection valve, as well by a possible overshooting of the piston at the beginning the braking phase, d. H. when the injection valve starts to close tils, are generated. However, both effects affect this Spray behavior of the valve to be examined and lead thus to an undesirable falsification of the measured Injection quantity and / or the measured injection quantity ver run.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit welchen eine von einem Ventil abgegebene Einspritzmenge eines Fluids und/oder ein Einspritzmengenverlauf äußerst präzise bestimmt werden kann. Die Messvorrichtung und das Verfahren sollen weiterhin möglichst wenig systematische Fehlerquel­ ledn aufweisen und die Untersuchung von Ventilen in einer einer realen Betriebssituation möglichst nahekommenden Messsituation ermöglichen.The invention has for its object a Specify measuring device and a method with which an injection quantity delivered by a valve Fluids and / or an injection quantity curve extremely precise can be determined. The measuring device and the method should continue to have as few systematic sources of error as possible have ledn and the examination of valves in one as close as possible to a real operating situation Enable measurement situation.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig durch die Messvorrich­ tung nach Patentanspruch 1 und verfahrensmäßig durch das Verfahren nach Patentanspruch 22 gelöst.This task is performed by the measuring device tion according to claim 1 and procedurally by Method according to claim 22 solved.

Bevorzugte Ausführungsformen der Messvorrichtung und vor­ teilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Un­ teransprüchen beansprucht.Preferred embodiments of the measuring device and above partial further developments of the procedure are in the Un claims.

Eine Messvorrichtung der oben angegebenen Art ist erfin­ dungsgemäß dadurch weitergebildet, dass der Messkopf mit der Messkammer dem Ventil vorgeschaltet ist und dass der Messkopf zum Beschicken des Ventils mit dem Fluid ausgebil­ det ist. A measuring device of the type specified above is invented further developed according to the fact that the measuring head with the measuring chamber is upstream of the valve and that the Measuring head designed to feed the valve with the fluid det.  

Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, dass zur Bestimmung einer von einem Ventil abgegebenen Ein­ spritzmenge eines Fluids eine volumenveränderliche Messkam­ mer nicht ablaufseitig sondern vielmehr zulaufseitig an dem zu untersuchenden Ventil angeordnet wird.A key concept of the invention can be seen in that to determine an on output from a valve injection quantity of a fluid a variable-volume measurement not on the outlet side but rather on the inlet side of the valve to be examined is arranged.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass eine Rückwirkung einer mit einem Gegendruck beauf­ schlagten Messkammer auf das Abspritzverhalten des zu un­ tersuchenden Ventils praktisch ausgeschlossen und somit ei­ ne wesentliche systematische Fehlerquelle ausgeschaltet ist. Auf diese Weise können Ventile, insbesondere auch strahlgeführte Benzinhochdruckeinspritzventile mit ro­ tierendem Strahlkegel in einer realen Betriebssituation untersucht werden und eine Einspritzmenge und/oder ein Ein­ spritzmengenverlauf kann äußerst genau bestimmt werden.A major advantage of this arrangement is that that a reaction of one with a back pressure hit measuring chamber on the spray behavior of the un searching valve practically excluded and thus egg ne essential systematic source of error switched off is. In this way, valves, in particular jet-guided high-pressure petrol injectors with ro beam cone in a real operating situation are examined and an injection quantity and / or an Injection rate history can be determined extremely precisely.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist die Messkammer in einem Gehäuse als zylindrische Bohrung ausgebildet, in welcher ein erstes Ende eines Kolbens beweglich geführt ist. Die volumetrische Messung, d. h. die Bestimmung einer Volumenänderung der Messkammer kann dadurch auf eine Messung der Kolbenbewegung zurückgeführt werden.In a preferred development of the invention Measuring device is the measuring chamber in a housing as cylindrical bore formed in which a first End of a piston is movably guided. The volumetric Measurement, d. H. the determination of a change in volume of the The measuring chamber can thereby measure the piston movement to be led back.

Zweckmäßig ist daher, dass die Messeinrichtung als Wegauf­ nahmeeinrichtung für den Kolben ausgebildet ist, wobei aus der Wegaufnahmeeinrichtung insbesondere ein elektrisches Wegsignal auslesbar ist. Eine differenzielle Einspritzmen­ ge dQ eines Fluids ergibt sich dann als Produkt einer Quer­ schnittsfläche des A des Kolbens und einer differenziellen Wegänderung dS. Eine gesamte während eines Zyklus von dem zu untersuchenden Ventil abgegebene Einspritzmenge des Fluids kann durch Integration von dQ gewonnen werden. Einen Einspritzmengenverlauf erhält man durch Bestimmung der Kol­ bengeschwindigkeit ds/dt. It is therefore expedient for the measuring device to move up is designed for the piston, whereby from the path receiving device, in particular an electrical one Path signal can be read out. A differential injection menu ge dQ of a fluid then results as the product of a cross intersection of the A of the piston and a differential Change of path dS. An entire during a cycle of that Injection volume of the valve to be examined Fluids can be obtained by integrating dQ. a The injection quantity curve is obtained by determining the col speed ds / dt.  

Ein Kolbenverschub und damit eine Volumenänderung der Mess­ kammer lässt sich besonders genau bestimmen, wenn die Wegaufnahmeeinrichtung als Triangulationslasern oder LVDT- Sensor ausgebildet ist.A piston displacement and thus a change in volume of the measurement Chamber can be determined particularly precisely if the Displacement device as triangulation lasers or LVDT Sensor is formed.

Zur möglichst realistischen Nachbildung der Situation am Verbrennungsmotor ist es weiterhin bevorzugt, dass ein zweites Ende des Kolbens mit einer Druckeinrichtung ver­ bunden ist, durch welche ein in der Messkammer befindli­ ches Fluid über den Kolben mit einem definierten Druck be­ aufschlagbar ist. Die Druckeinrichtung kann einen Druck­ übersetzer aufweisen. Dies kann grundsätzlich eine Doppel­ kolben-Zylindereinheit sein.For the most realistic replication of the situation on Internal combustion engine, it is further preferred that a ver the second end of the piston with a pressure device is bound by which a located in the measuring chamber ches fluid over the piston with a defined pressure can be opened. The printing device can print have translators. Basically, this can be a double piston-cylinder unit.

In einer konstruktiv einfachen Realisierung kann die Druck­ einrichtung dabei als Membran- oder Faltenbalg ausgebildet sein, welcher mit einem Druckmedium füllbar ist, wobei eine erste Stirnseite des Membran- oder Faltenbalgs an einem fest montierten Sockel fixiert ist und wobei sich eine wei­ tere Stirnseite im Wirkeingriff mit dem zweiten Ende des Kolbens befindet.The pressure can be realized in a structurally simple implementation device designed as a diaphragm or bellows be, which can be filled with a pressure medium, one first face of the diaphragm or bellows on one fixed base is fixed and a white tere end face in active engagement with the second end of the Piston.

Die Wegaufnahmeeinrichtung kann dabei innerhalb des Mem­ bran- oder Faltenbalgs angeordnet sein, wodurch sich ein kompakter und wenig fehleranfälliger Aufbau ergibt.The path recording device can be within the mem Bran or bellows can be arranged, whereby a compact and less prone to error results.

Besonders bevorzugt ist weiterhin eine Ausgestaltung der Messvorrichtung, bei welcher eine Querschnittsfläche des Membran- oder Faltenbalgs um ein Vielfaches größer als eine Querschnittsfläche des ersten Endes des Kolbens ausgebil­ det ist und bei welcher auf diese Weise eine Drucküber­ setzung im Verhältnis der Querschnittsfläche des Membran- oder Faltenbalgs zur Querschnittsfläche des ersten Endes des Kolbens erzeugbar ist. Durch diese Druckübersetzung können in dem dem zu untersuchenden Ventil vorgeschalte­ ten Messkopf Drücke bis zu einigen 100 bar mit geringem konstruktiven Aufwand bereitgestellt werden. An embodiment of the is also particularly preferred Measuring device in which a cross-sectional area of the Diaphragm or bellows many times larger than one Cross-sectional area of the first end of the piston is formed det and with which in this way a pressure over settlement in relation to the cross-sectional area of the membrane or bellows to the cross-sectional area of the first end of the piston can be generated. Through this pressure translation can upstream in the valve to be examined th measuring head pressures up to some 100 bar with low constructive effort are provided.  

Der Innendruck des Balgs wirkt somit über den Kolben auf die Flüssigkeitssäule in der Messkammer, die das zu unter­ suchende Einspritzventil versorgt.The internal pressure of the bellows thus acts on the piston the liquid column in the measuring chamber that the under seeking injector supplied.

Da der zulaufseitige Druck des Fluids eine wesentliche ein­ zustellende Größe darstellt, ist es in diesem Zusammenhang zweckmäßig, dass eine mit der Messkammer leitend verbundene Druckmonitoröffnung für den Anschluss eines ersten Druck­ messgerätes zur Bestimmung eines Drucks in der Messkammer vorgesehen ist.Because the inlet pressure of the fluid is an essential one represents size to be delivered, it is in this context expedient that a conductively connected to the measuring chamber Pressure monitor opening for connecting a first pressure measuring device for determining a pressure in the measuring chamber is provided.

Um definierte Messbedingungen zu erhalten, kann es erwünscht sein, die Messkammer zwischen verschiedenen Mes­ sungen mit Fluid zu spülen. Hierzu kann eine mit der Mess­ kammer leitend verbundene Spülöffnung zum Spülen der Mess­ kammer vorgesehen sein. Durch kontinuierliches Spülen der Messkammer im Leerlauf kann zum einen eine gute Entlüftung und zum anderen eine gute Temperierung, d. h. eine gute ther­ mische Stabilität erzielt werden.In order to obtain defined measurement conditions, it can be desired, the measuring chamber between different mes solutions with fluid. This can be done with the Mess Chamber-connected flush opening for flushing the measurement chamber be provided. By continuously rinsing the On the one hand, the measuring chamber at idle can provide good ventilation and on the other hand good tempering, d. H. a good ther Mixing stability can be achieved.

Zur Bereitstellung eines Fluids kann eine Druckerzeugungs­ einrichtung vorgesehen sein, welche gemeinsam mit dem Mess­ kopf auf einer Zulaufseite des Ventils angeordnet ist. Die Druckerzeugungseinrichtung kann dabei konstruktiv einfach ausgelegt sein, da ein definierter Druck des Fluids in der Messkammer bereits durch den oben beschriebenen Membran- oder Faltenbalg als Druckeinrichtung bereitgestellt werden kann.A pressure generator can be used to provide a fluid device can be provided, which together with the measurement Head is arranged on an inlet side of the valve. The Pressure generating device can be structurally simple be designed because a defined pressure of the fluid in the Measuring chamber already through the membrane described above or bellows can be provided as a pressure device can.

Zur Nachbildung von realen Gegebenheiten in einem Verbren­ nungsmotor kann außerdem vorgesehen sein, dass eine Ablauf­ seite des Ventils in eine Austrittskammer mündet, welche definiert mit Über- oder Unterdruck beaufschlagbar ist. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vor­ richtungen und Verfahren gelangt also das Fluid nach Durch­ tritt durch das Ventil in eine Austrittskammer in welcher die Gegebenheiten einer realen Betriebssituation nachge­ bildet sind.To simulate real conditions in a burn can also be provided that a sequence side of the valve opens into an outlet chamber, which  overpressure or underpressure is defined. in the Difference from those known from the prior art The fluid then goes through directions and procedures passes through the valve into an outlet chamber in which the conditions of a real operating situation forms are.

Zur Einstellung eines definierten Drucks in der Austritts­ kammer kann eine weitere Druckerzeugungseinrichtung vorge­ sehen sein. Hierbei kann es sich um einfache Druckdösen ab­ er auch um einfache Vakuumpumpen, wie etwa Drehschieberpum­ pen, handeln.For setting a defined pressure in the outlet chamber can pre-another pressure generating device to be seen. This can involve simple pressure snaps He also around simple vacuum pumps, such as rotary vane pump pen, act.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zur Auf­ nahme der Ablaufseite des Ventils ein Ventilsockel vorgese­ hen, an welchem die Austrittskammer angeordnet ist. Dieser Aufbau bildet die Basis für eine weitere Ausgestaltung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens ein Be­ schleunigungssensor mit dem Ventilsockel in Wirkverbindung steht, wobei aus dem Beschleunigungssensor insbesondere ein elektrisches Beschleunigungssignal auslesbar ist. Da beim Öffnen und Schließen eines zu untersuchenden Ventils immer Massen bewegt, d. h. beschleunigt werden müssen, stellt die von dem Beschleunigungssensor gemessene Beschleunigung ei­ nen sehr empfindlichen Parameter für den Stellzustand des Ventils dar.In a further embodiment of the invention is on Take a valve base on the outlet side of the valve hen on which the outlet chamber is arranged. This Structure forms the basis for further design, which is characterized in that at least one Be acceleration sensor in operative connection with the valve base stands, in particular from the acceleration sensor electrical acceleration signal is readable. Since at Always open and close a valve to be examined Crowds moved, d. H. need to be accelerated acceleration ei measured by the acceleration sensor NEN very sensitive parameters for the control status of the Valve.

Es kann für den Ventilsockel und/oder für den Messkopf außerdem eine Hubeinrichtung vorgesehen sein. Ein zu untersuchendes Ventil kann dann präzise in den Messkopf und/oder den Ventilsockel eingesetzt werden.It can be used for the valve base and / or for the measuring head a lifting device may also be provided. One too Examining valve can then be precisely in the measuring head and / or the valve base can be used.

Zur Automatisierung des Messprozesses ist bevorzugt eine Ansteuereinrichtung zum elektrischen Ansteuern des Ventils vorgesehen, wobei ein Stellzustand des Ventils insbesonde­ re durch ein elektrisches Ventilsignal abfragbar ist.One is preferred for automating the measuring process Control device for electrical control of the valve  provided, in particular an actuating state of the valve re can be queried by an electrical valve signal.

In dieser Hinsicht ist es weiterhin zweckmäßig, wenn zum Verschließen von Eingangsöffnung und/oder Spülöffnung ein Eingangsventil und/oder ein Spülventil vorhanden ist, wobei insbesondere elektrisch steuerbare und/oder abfragbare Ven­ tile vorgesehen sein können. Beispielsweise können hierfür elektropneumatische oder elektrohydraulische Ventile ein­ gesetzt werden.In this regard, it is still appropriate if the Closing the entrance opening and / or rinsing opening Inlet valve and / or a purge valve is present, wherein in particular electrically controllable and / or interrogable Ven tile can be provided. For example, you can do this electropneumatic or electrohydraulic valves be set.

Zur raschen Wiederbefüllung der Messkammer mit einem Fluid kann das Eingangsventil dabei als schnellschaltendes Hoch­ druckventil ausgebildet sein.For rapid refilling of the measuring chamber with a fluid can the input valve as a fast switching high pressure valve be formed.

Um eine möglichst breite Informationsgrundlage über eine Einspritzmenge und/oder einen Einspritzmengenverlauf zu gewinnen, können an verschiedenen Stellen Druckmessgeräte eingesetzt werden.To provide the broadest possible information base on a Injection quantity and / or an injection quantity curve pressure gauges at different points be used.

Zum einen kann ein erstes Druckmessgerät, aus welchem ins­ besondere ein erstes elektrisches Drucksignal auslesbar ist, zur Bestimmung eines Drucks in der Messkammer an dem Messkopf angeschlossen sei.On the one hand, a first pressure measuring device, from which the especially a first electrical pressure signal can be read out is to determine a pressure in the measuring chamber at the Measuring head connected.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann ein zweites Druck­ messgerät, aus welchem insbesondere ein zweites elektri­ sches Drucksignal auslesbar ist, zur Bestimmung eines Drucks des Druckmediums in dem Membran- oder Faltenbald vorgesehen sein.Alternatively or additionally, a second print can be made measuring device, from which in particular a second electri cal pressure signal is readable to determine a Pressure of the pressure medium in the membrane or folds be provided.

Schließlich kann es zur Verifizierung der in der Austritts­ kammer vorliegenden Bedingungen zweckmäßig sein, dass ein drittes Druckmessgerät, aus welchem insbesondere ein drit­ tes elektrisches Drucksignal auslesbar ist, zur Bestimmung eines Drucks in der Austrittskammer vorgesehen ist.Finally, it can be used to verify the exit chamber existing conditions may be appropriate that a  third pressure measuring device, from which in particular a third tes electrical pressure signal can be read, for determination a pressure is provided in the outlet chamber.

Zur effektiven Durchführung der Messungen und für eine ef­ fektive nachfolgende Aufbereitung der gewonnenen Daten ist vorzugsweise eine Rechnereinrichtung zum Regeln von Messparametern und/oder zur Datenaufnahme und/oder -verar­ beitung vorgesehen ist.For effective measurements and for an ef fective subsequent processing of the data obtained preferably a computer device for regulating Measurement parameters and / or for data acquisition and / or processing processing is provided.

Das Verfahren der oben angegebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass das Fluid zunächst über eine in den Messkopf vorgesehene Eingangsöffnung in die Messkam­ mer geleitet wird, dass das Fluid aus der Messkammer des Messkopfes in das Ventil eingeleitet wird und dass dabei die Volumenänderung der Messkammer bewirkt wird, so dass die Bestimmung der Einspritzmenge des Fluids bzw. des Ein­ spritzmengenverlaufs auf einer Zulaufseite des Ventils er­ folgt.The method of the type specified above is according to the invention further developed in that the fluid is first of all via a in the measuring head provided entrance opening in the measuring chamber mer that the fluid from the measuring chamber of the Measuring head is introduced into the valve and that the volume change of the measuring chamber is effected so that the determination of the injection quantity of the fluid or the Ein injection quantity course on an inlet side of the valve follows.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Verfahrens wird zur Bestimmung des Einspritzmengenverlaufs des Fluids die Volumenänderung der Messkammer mit hoher Abtastrate be­ stimmt.In an advantageous development of this method is used to determine the course of the injection quantity of the fluid the volume change of the measuring chamber with a high sampling rate Right.

Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Vor­ richtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung erläutert.Further advantages and features of the invention direction and the inventive method are in The following explains the schematic drawing.

In dieser Zeichnung zeigt:In this drawing:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Mess­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 is a schematic representation of a measuring device according to the present invention.

Eine wesentliche Komponente der in der Fig. 1 dargestellten Messvorrichtung 10 zur Bestimmung einer von einem Ventil 12 abgegebenen Einspritzmenge eines Fluids 14 und/oder eines Einspritzmengenverlaufs ist ein Messkopf 16, mit einem Gehäuse 17 und einer darin als zentrale zylindrische Boh­ rung ausgebildeten Messkammer 18.An essential component of the measuring device 10 shown in FIG. 1 for determining an injection quantity of a fluid 14 emitted by a valve 12 and / or an injection quantity curve is a measuring head 16 with a housing 17 and a measuring chamber 18 formed therein as a central cylindrical bore.

In der Messkammer 18 ist ein erstes Ende 32 eines Kolbens 30 beweglich gelagert. Über ein Dichtelement 33 ist der Kol­ ben 30 nach außen geführt. Prinzipiell ist es aber auch denkbar, den Kolben 30 in der Bohrung dichtend zu führen. Das Dichtelement 33 könnte dann entfallen.A first end 32 of a piston 30 is movably mounted in the measuring chamber 18 . The Kol ben 30 is guided to the outside via a sealing element 33 . In principle, however, it is also conceivable to guide the piston 30 sealingly in the bore. The sealing element 33 could then be omitted.

Zum Eintritt des Fluids 14 in die Messkammer 18 ist eine Eingangsöffnung 20 vorgesehen, die ebenfalls als zylindri­ sche Bohrung ausgebildet ist. Eine Versorgungspumpe als Druckerzeugungseinrichtung 13 zur Bereitstellung eines Fluids 14 ist gemeinsam mit dem Messkopf 16 auf einer Zu­ laufseite 26 des Ventils 12 angeordnet und mit der Ein­ gangsöffnung 20 über eine Zulaufleitung 78 leitend verbun­ den. Die Zulaufleitung 78 ist über ein pneumatisches oder hydraulisches Eingangsventil 80 verschließbar.For the entry of the fluid 14 into the measuring chamber 18 , an inlet opening 20 is provided, which is also designed as a cylindrical bore. A supply pump as a pressure generating device 13 for providing a fluid 14 is arranged together with the measuring head 16 on an inlet side 26 of the valve 12 and connected to the inlet opening 20 via an inlet line 78 . The feed line 78 can be closed via a pneumatic or hydraulic inlet valve 80 .

Der Messkopf 16 ist weiterhin mit einer Ausgangsöffnung 22 für einen Austritt des Fluids aus der Messkammer 18 verse­ hen, wobei an der Ausgangsöffnung 22 eine Ventilaufnahme 24 vorgesehen ist, welche speziell zur Verbindung mit der Zu­ laufseite 26 des Ventils 12 ausgebildet ist. The measuring head 16 is also provided with an outlet opening 22 for an outlet of the fluid from the measuring chamber 18 , a valve receptacle 24 being provided at the outlet opening 22 , which is specially designed for connection to the inlet side 26 of the valve 12 .

Schließlich ist an einer der Eingangsöffnung 20 gegenüber­ liegenden Seite des Messkopfs 16 eine wiederum als zylin­ drische Bohrung ausgeführte Spülöffnung 23 vorgesehen, die ebenfalls mit der Messkammer 18 in Verbindung steht. Ange­ schlossen an die Spülöffnung 23 ist eine Spülleitung 79, welche durch ein pneumatisches oder hydraulisches Spülven­ til 82 absperrbar ist.Finally, on a side of the measuring head 16 opposite the input opening 20 there is provided a flushing opening 23 , again designed as a cylindrical bore, which is also connected to the measuring chamber 18 . Connected to the flushing opening 23 is a flushing line 79 , which can be shut off by a pneumatic or hydraulic flushing valve 82 .

Zur Überwachung eines Drucks in der Messkammer 18 ist außerdem in dem Messkopf 16 eine Druckmonitoröffnung 36 ausgebildet, an welcher ein erstes Druckmessgerät 38 ange­ ordnet ist. Dieses erste Druckmessgerät 38 zeichnet die während der Messungen auftretenden dynamischen Druckschwan­ kungen auf und liefert ein erstes Drucksignal 62, welches nach Verstärkung und A/D-Wandlung einer Rechnereinrichtung 100 zur Überwachung und Verarbeitung zugeführt wird.To monitor a pressure in the measuring chamber 18 , a pressure monitor opening 36 is also formed in the measuring head 16 , at which a first pressure measuring device 38 is arranged. This first pressure measuring device 38 records the dynamic pressure fluctuations occurring during the measurements and supplies a first pressure signal 62 which, after amplification and A / D conversion, is fed to a computer device 100 for monitoring and processing.

Das zweite Ende 34 des Kolbens 30 befindet sich im kraft­ schlüssigen Eingriff mit einem Faltenbalg als Druckeinrich­ tung 44. Eine erste Stirnseite 48 des Faltenbalgs 44 ist an einem fest montierten Sockel 52 fixiert. Das zweite Ende 34 des Kolbens 30 liegt auf einer zweiten Stirnseite 50 des Faltenbalgs 44 an, so dass über ein in dem Faltenbalg 44 befindliches Druckmedium 46 eine definierte Kraft auf den Kolben eingestellt werden kann.The second end 34 of the piston 30 is in positive engagement with a bellows device as Druckeinrich 44th A first end face 48 of the bellows 44 is fixed to a fixed base 52 . The second end 34 of the piston 30 rests on a second end face 50 of the bellows 44 , so that a defined force on the piston can be set via a pressure medium 46 located in the bellows 44 .

Zur Erzeugung eines definierten Drucks des Druckmediums 46 innerhalb des Faltenbalgs 44 steht eine dritte Druckerzeu­ gungseinrichtung 86 zur Verfügung, wobei der tatsächlich vorliegende Druck mit Hilfe eines zweiten Druckmessgeräts 40 überwacht werden kann. Ein von dem zweiten Druckmess­ gerät 40 geliefertes zweites Drucksignal 64 wird ebenfalls der Rechnereinrichtung 100 zur Protokollierung und Weiter­ verarbeitung zugeführt. To generate a defined pressure of the pressure medium 46 within the bellows 44 , a third pressure generating device 86 is available, and the pressure actually present can be monitored with the aid of a second pressure measuring device 40 . A second pressure signal 64 supplied by the second pressure measuring device 40 is also fed to the computer device 100 for logging and further processing.

Zum Schutz vor Beschädigungen ist der empfindliche Falten­ balg 44 in einem weiteren Gehäuse 21 angeordnet.To protect against damage, the sensitive bellows 44 is arranged in a further housing 21 .

Der Druck des Druckmediums 46 innerhalb des Faltenbalgs 44 wird durch das Verhältnis von einer effektiven Quer­ schnittsfläche des Faltenbalgs 44 zu einer effektiven Quer­ schnittsfläche des Kolbens 30 verstärkt, so dass der Druck des Fluids 14 innerhalb der Messkammer 18 um ein Vielfaches höher als der Druck des Druckmediums 46 innerhalb des Fal­ tenbalgs 44 sein kann.The pressure of the pressure medium 46 within the bellows 44 is increased by the ratio of an effective cross-sectional area of the bellows 44 to an effective cross-sectional area of the piston 30 , so that the pressure of the fluid 14 within the measuring chamber 18 is many times higher than the pressure of the Print medium 46 can be within the Fal tenbalgs 44 .

Durch den Faltenbalg 44 wird somit ein Druck auf die in der Messkammer 18 stehende Kraftstoffsäule ausgeübt, der annä­ hernd proportional einerseits zum Druck des Druckmediums 46 im Faltenbald und andererseits proportional zum Verhältnis von effektiver Balgfläche zu effektiver Kolbenfläche ist. Durch die Regelung des Halgdruckes über das Druckmessgerät 40 kann somit der zur Messung gewünschte Druck des Fluids 14, insbesondere ein gewünschter Kraftstoffdruck in der Messkammer 18 erzeugt werden.The bellows 44 thus exert a pressure on the fuel column standing in the measuring chamber 18 , which is approximately proportional on the one hand to the pressure of the pressure medium 46 in the bellows and on the other hand proportional to the ratio of the effective bellows area to the effective piston area. By regulating the neck pressure via the pressure measuring device 40 , the pressure of the fluid 14 desired for the measurement, in particular a desired fuel pressure, can thus be generated in the measuring chamber 18 .

Als zentrale Messkomponente ist innerhalb des Faltenbalgs 44 ein hochdynamischer Wegsensor als Messeinrichtung 19 vorgesehen, mit welchem Verschübe des Zylinders 30 und da­ mit Volumenänderungen der Messkammer 18 mit hoher Genauig­ keit bestimmt werden können. Der Wegsensor 19, bei dem es sich beispielsweise um einen Triangulationslaser oder einen LVDT-Sensor handeln kann, liefert dabei ein elektrisches Wegsignal 60, welches zur Protokollierung und weiteren Aus­ wertung wiederum der Rechnereinrichtung 100 zugeführt wird. As the central measuring component, a highly dynamic displacement sensor is provided as a measuring device 19 within the bellows 44 , with which displacements of the cylinder 30 and since changes in volume of the measuring chamber 18 can be determined with high accuracy. The displacement sensor 19 , which can be, for example, a triangulation laser or an LVDT sensor, provides an electrical displacement signal 60 , which in turn is fed to the computer device 100 for logging and further evaluation.

In der in Fig. 1 gezeigten Situation ist ein zu untersu­ chendes Ventil 12 mit seiner Zulaufseite 26 in die Venti­ laufnahme 24 des Messkopfs 16 eingeführt, wobei die Mess­ kammer 18 vertikal über dem Einspritzventil angeordnet ist. Eine horizontale oder schräge Anordnung ist prinzipiell auch möglich.In the situation shown in FIG. 1, a valve 12 to be examined is inserted with its inlet side 26 into the valve receptacle 24 of the measuring head 16 , the measuring chamber 18 being arranged vertically above the injection valve. A horizontal or oblique arrangement is also possible in principle.

Mit einer Ablaufseite 27 ist das Ventil 12 in einem Ventil­ sockel 55 aufgenommen, wobei die Ablaufseite 57 des Ventils 12 in eine Austrittskammer 54 mündet, welche definiert über eine weitere Druckerzeugungseinrichtung 56 mit einem Über- oder Unterdruck beaufschlagt werden kann. Die Austrittskam­ mer 54 ist dabei an einer dem Ventil 12 gegenüberliegenden Seite 57 des Ventilsockels 55 angeordnet. In der Austritts­ kammer 54 kann sich beispielsweise ein Austrittskegel 84 eines strahlgeführten Henzinhochdruckeinspritzventils in einer den realen Bedingungen sehr nahe kommenden Situation ausbilden. Eventuell in der Austrittskammer 54 befindlicher Kraftstoff kann über eine nicht dargestellte Ablaufbohrung am boden der Austrittskammer 54 entweichen.With an outlet side 27 , the valve 12 is received in a valve base 55 , the outlet side 57 of the valve 12 opening into an outlet chamber 54 , which can be acted upon by an additional pressure generating device 56 with an overpressure or underpressure. The Austrittskam mer 54 is attached to a valve 12 opposite side 57 of the valve base case arranged 55th In the outlet chamber 54 , for example, an outlet cone 84 of a jet-guided high pressure injection valve can form in a situation that comes very close to the real conditions. Possibly in-the outlet chamber 54, fuel can escape via a not-shown drain hole on the bottom of the outlet chamber 54th

Zur Verbreiterung der Informationsgrundlage für die Messung ist in dem Ventilsockel 55 ein Beschleunigungssensor 58 an­ gebracht, an welchen die beim Einspritzventil 12 auftreten­ den Stöße beim Öffnen und Schließen als Körperschall wei­ tergeleitet werden. Der Beschleunigungssensor 58 liefert ein elektrisches Beschleunigungssignal 68 welches nach ei­ ner A/D-Wandlung ebenfalls der Rechnereinrichtung 100 zur Protokollierung und Weiterverarbeitung zugeführt wird. In order to broaden the information basis for the measurement, an acceleration sensor 58 is attached to the valve base 55 , to which the shocks occurring at the injection valve 12 are transmitted as structure-borne noise as a structure-borne noise. The acceleration sensor 58 supplies an electrical acceleration signal 68 which, after an A / D conversion, is likewise fed to the computer device 100 for logging and further processing.

Von der Rechnereinrichtung 100, die auch als Prüfstands­ rechner bezeichnet wird, wird über eine Ansteuereinrichtung 51 ein Ansteuersignal 70 für das Ventil 12 ausgegeben und über eine geeignet Endstufe 71 verstärkt. Die Endstufe 71 weist einen Strommonitorausgang auf, dessen Stromsignal 72 der Rechnereinrichtung 100 als weitere Information über Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Ventils 12 zugeführt wird.A control signal 70 for the valve 12 is output from the computer device 100 , which is also referred to as a test bench computer, via a control device 51 and amplified via a suitable output stage 71 . The output stage 71 has a current monitor output, the current signal 72 of which is fed to the computer device 100 as further information about the opening and closing times of the valve 12 .

An der Austrittskammer 54 ist ein drittes Druckmessgerät 42 vorgesehen, mit welchem ein Druck innerhalb der Austritts­ kammer 54 überwacht und eine Druckregelung durchgeführt werden kann. Ein drittes Drucksignal 66 wird dabei ausgele­ sen und der Rechnereinrichtung 100 zur Protokollierung und weiteren Verarbeitung zugeführt.At the exit chamber 54, a third pressure meter 42 is provided with which monitors a pressure within the outlet chamber 54 and a pressure control can be performed. A third pressure signal 66 is read out and fed to the computer device 100 for logging and further processing.

Im Folgenden wird der Betrieb der Messvorrichtung bei einem konkreten Messvorgang beschrieben.In the following, the operation of the measuring device at one concrete measurement process described.

Zunächst wird der Messkopf 16 mit der Ventilaufnahme 24 auf das zu untersuchende Ventil 12 abgesenkt oder das Ventil 12 in die Ventilaufnahme 24 eingeführt. Anschließend wird mit Hilfe einer Hubeinrichtung 85 der Ventilsockel 55 angehoben und die Ablaufseite 27 des Ventils 12 in diesen eingeführt und abgedichtet. Die Ablaufseite 27 des Ventils 12, die au­ ch als Kraftstoffaustrittsöffnung bezeichnet werden kann, mündet dann in eine Austrittskammer 54, in welcher mit Hilfe der Druckerzeugungseinrichtung 56 ein definierter Über- oder Unterdruck eingestellt und mit dem Druckmess­ gerät 42 überwacht wird. First, the measuring head 16 with the valve seat 24 is lowered onto the valve 12 to be examined or the valve 12 is inserted into the valve seat 24 . The valve base 55 is then raised with the aid of a lifting device 85 and the outlet side 27 of the valve 12 is inserted into it and sealed. The outlet side 27 of the valve 12 , which can also be referred to as a fuel outlet opening, then opens into an outlet chamber 54 , in which a defined positive or negative pressure is set with the aid of the pressure generating device 56 and is monitored with the pressure measuring device 42 .

Die Messkammer 18 innerhalb des Messkopfes 16 wird nun mit Hilfe der Druckerzeugungseinrichtung 13 mit einem Fluid 14, beispielsweise mit einem Kraftstoffgemisch, beaufschlagt und der Faltenbalg 44 wird mit einem Druckmedium 46 unter Druck gesetzt, so dass sich innerhalb der Messkammer 18 ein definierter Druck des Fluids 14 ausbildet. Dieser Druck kann mit dem Druckmessgerät 38 mitgeschrieben werden. Das Ventil 12 befindet sich noch im geschlossenen Zustand.The measuring chamber 18 within the measuring head 16 is now acted upon by the pressure generating device 13 with a fluid 14 , for example with a fuel mixture, and the bellows 44 is pressurized with a pressure medium 46 , so that a defined pressure of the fluid is present within the measuring chamber 18 14 trains. This pressure can be recorded with the pressure measuring device 38 . The valve 12 is still in the closed state.

Die Rechnereinrichtung 100 liefert sodann über die Ansteu­ ereinrichtung 51 ein Ansteuersignal 70 an das Ventil 12, welches daraufhin seinen Stellzustand ändert und sich öff­ net. Die im Ventil 12 auftretenden Stöße beim Öffnen und Schließen werden über den Ventilsockel 55 auf den Beschleu­ nigungssensor 58 übertragen und das aus dem Beschleuni­ gungssensor 58 ausgelesene Beschleunigungssignal 68 wird der Rechnereinrichtung 100 zugeführt. Nach Offenstellung tritt das Fluid 14 durch das Ventil 12 hindurch und auf der Ablaufseite 27 in Form eines typischen Austrittskegels 84 in die Austrittskammer 54 ein.The computer device 100 then supplies via the control device 51 a control signal 70 to the valve 12 , which then changes its actuating state and opens. The shocks occurring in the valve 12 when opening and closing are transmitted via the valve base 55 to the acceleration sensor 58 and the acceleration signal 68 read from the acceleration sensor 58 is fed to the computing device 100 . After the open position, the fluid 14 passes through the valve 12 and on the outlet side 27 in the form of a typical outlet cone 84 into the outlet chamber 54 .

Mit dem Durchtritt des Fluids 14 durch das Ventil 12 ver­ ringert sich die Flüssigkeitssäule in der Messkammer 18 und der Faltenbalg 44 dehnt sich, so dass der Kolben 30 aktiv nachgeführt wird.With the passage of the fluid 14 through the valve 12 ver the liquid column in the measuring chamber 18 is reduced and the bellows 44 expands so that the piston 30 is actively tracked.

Der Faltenbalg 44 verhält sich somit wie eine gespannte Fe­ der und das Volumen der Messkammer 18 ändert sich entspre­ chend der aus dem Ventil 12 ausgetretenen Fluidmenge. Die Wegänderung des beweglichen Kolbens 30 wird dabei von dem oben beschriebenen hochdynamischen Wegsensor 19 als Mess­ einrichtung während des Einspritzvorgangs kontinuierlich mit hoher Abtastrate, aufgezeichnet. Aus der gewonnenen Weginformation kann durch Multiplikation mit der effektiven Querschnittsfläche des Zylinders 30 zum einen die gesamte während eines Öffnungszyklus abgegebene Fluidmenge sowie zum anderen auch ein Einspritzmengenverlauf bestimmt werden.The bellows 44 thus behaves like a tensioned spring and the volume of the measuring chamber 18 changes accordingly the amount of fluid escaping from the valve 12 . The change in path of the movable piston 30 is recorded by the above-described highly dynamic displacement sensor 19 as a measuring device during the injection process continuously with a high sampling rate. From the path information obtained, multiplication with the effective cross-sectional area of the cylinder 30 can, on the one hand, determine the total amount of fluid dispensed during an opening cycle and, on the other hand, also an injection quantity curve.

Am Ende einer Messung, die aus mehreren, aufeinanderfolgen­ den gleichen oder unterschiedlichen Einspritzungen bestehen kann, wird der Druck im Balg 44 reduziert. Die Messkammer 18 wird über das Eingangsventil 80, das auch als Füllventil bezeichnet werden kann, erneut mit Kraftstoff gefüllt, wo­ bei der Bald 44 wieder komprimiert wird. Das System ist be­ reit für eine neue Messung, nachdem das Füllventil 80 wie­ der geschlossen ist. Die Messkammer 18 kann im Leerlauf gespült werden, wodurch auch ein Betrieb mit temperierten Kraftstoffen (heiss oder kalt) ermöglicht wird.At the end of a measurement, which can consist of several, successive, the same or different injections, the pressure in the bellows 44 is reduced. The measuring chamber 18 is refilled with fuel via the inlet valve 80 , which can also be referred to as a filling valve, where the 44 is compressed again. The system is ready for a new measurement after the fill valve 80 is closed again. The measuring chamber 18 can be flushed while idling, which also enables operation with tempered fuels (hot or cold).

Ebenfalls denkbar ist eine dynamische Wiederbefüllung des Messkreises durch ein schnellschaltendes Hochdruckventil, welche in der Off-Phase des Einspritzventillastzykluses stattfinden kann.Dynamic refilling of the Measuring circuit by a fast switching high pressure valve, which is in the off phase of the injector load cycle can take place.

Der Prüfstandsrechner 100 ist verantwortlich für die Einre­ gelung des Prüfdruckes des Fluids 14 in der Messkammer 18 und generiert das Ansteuersignal 70 für das Einspritzventil 12. Weiterhin zeichnet der Prüfstandsrechner 100 während eines Einspritzvorgangs zeitgleich sämtliche oder einen Teil der folgenden Signale mit einer entsprechend schnellen Analogeingangskarte auf:
The test bench computer 100 is responsible for adjusting the test pressure of the fluid 14 in the measuring chamber 18 and generates the control signal 70 for the injection valve 12 . Furthermore, the test bench computer 100 simultaneously records all or part of the following signals with a correspondingly fast analog input card during an injection process:

• - Stromsignal 72 des Ansteuersignales 70 - Current signal 72 of the control signal 70
• - Drucksignal 62 im Messkopf 16,Pressure signal 62 in measuring head 16 ,
• - Beschleunigungssignale 68 Acceleration signals 68
• - Wegsignal 60 entsprechend einer Hubänderung des Balges.- Path signal 60 corresponding to a change in stroke of the bellows.

Zur Synchronisation mit dem elektrischen oder mechanischen Start des Einspritzvorganges kann entweder das Ansteuersi­ gnal 70, das Stromsignal 72 des Ansteuersignals 70, das Be­ schleunigungssignal 68 und/oder das Drucksignal 62 des im Messkopf 16 befindlichen Drucksensors 38 verwendet werden.For synchronization with the electrical or mechanical start of the injection process either the Ansteuersi can gnal 70, the current signal 72 of the drive signal 70, the loading schleunigungssignal 68 and / or the pressure signal 62 of the pressure sensor located in the measuring head 16 is used 38th

Über den Prüfstandsrechner 100 können verschiedene Auswer­ tungsmöglichkeiten realisiert werden, die von der Auswer­ tung einer einzelnen Einspritzung mit konstanter Einspritz­ zeit und Periodendauer, oder über die eine beliebige Anzahl von Wiederholungen dieses Vorganges und deren statistischer Betrachtung reicht.Various evaluation options can be realized via the test bench computer 100 , from the evaluation of a single injection with constant injection time and period duration, or over any number of repetitions of this process and their statistical consideration.

Schließlich errechnet der Prüfstandsrechner 100 Einspritz­ menge und Einspritzmengenverlauf und stellt diese als Gra­ fik dar.Finally, the test bench computer calculates 100 injection quantity and injection quantity curve and displays this as a graphic.

Claims (31)

1. Messvorrichtung zur Bestimmung einer von einem Ventil (12) abgegebenen Einspritzmenge eines Fluids (14) und/oder eines Einspritzmengenverlaufs mit
einem Messkopf (16), der eine volumenveränderliche Messkammer (18), eine Eintrittsöffnung (20) für einen Eintritt des Fluids (14) in die Messkammer (18) und
eine Ausgangsöffnung (22) für einen Austritt des Fluids (14) aus der Messkammer (18) aufweist, und mit
einer Messeinrichtung (19) zum Messen einer Volumen­ änderung der Messkammer (18) als Maß für die Ein­ spritzmenge bzw. den Einspritzmengenverlauf,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Messkopf (16) mit der Messkammer (18) dem Ventil (12) vorgeschaltet ist und
dass der Messkopf (16) zum Beschicken des Ventils (12) mit dem Fluid (14) ausgebildet ist.1. Measuring device for determining an injection quantity of a fluid ( 14 ) emitted by a valve ( 12 ) and / or an injection quantity curve with
a measuring head ( 16 ) which has a variable volume measuring chamber ( 18 ), an inlet opening ( 20 ) for an entry of the fluid ( 14 ) into the measuring chamber ( 18 ) and
has an outlet opening ( 22 ) for an outlet of the fluid ( 14 ) from the measuring chamber ( 18 ), and with
a measuring device ( 19 ) for measuring a change in volume of the measuring chamber ( 18 ) as a measure of the injection quantity or the injection quantity curve,
characterized by
that the measuring head ( 16 ) with the measuring chamber ( 18 ) is connected upstream of the valve ( 12 ) and
that the measuring head ( 16 ) is designed for loading the valve ( 12 ) with the fluid ( 14 ). 2. Messvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (18) in einem Gehäuse (17) als zy­ lindrische Bohrung ausgebildet ist, in welcher ein er­ stes Ende (32) eines Kolbens (30) beweglich geführt ist. 2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring chamber ( 18 ) is formed in a housing ( 17 ) as a cylindrical bore in which a st end ( 32 ) of a piston ( 30 ) is movably guided. 3. Messvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ende (34) des Kolbens (30) mit einer Druckeinrichtung (44) verbunden ist, durch welche ein in der Messkammer (18) befindliches Fluid (14) über den Kolben (30) mit einem definierten Druck beauf­ schlagbar ist.3. Measuring device according to claim 2, characterized in that a second end ( 34 ) of the piston ( 30 ) is connected to a pressure device ( 44 ) through which a fluid ( 14 ) located in the measuring chamber ( 18 ) via the piston ( 30 ) can be subjected to a defined pressure. 4. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (19) als Wegaufnahmeeinrich­ tung für den Kolben (30) ausgebildet ist, wobei aus der Wegaufnahmeeinrichtung insbesondere ein elektri­ sches Wegsignal (60) auslesbar ist.4. Measuring device according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the measuring device ( 19 ) is designed as a Wegnahmeinrich device for the piston ( 30 ), in particular an electrical path signal ( 60 ) can be read out from the path receiving device. 5. Messvorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegaufnahmeeinrichtung als Triangulationsla­ ser oder LVDT-Sensor ausgebildet ist.5. Measuring device according to claim 4, characterized, that the path recording device as triangulation la water or LVDT sensor is formed. 6. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (44) als Membran- oder Fal­ tenbalg ausgebildet ist, welcher mit einem Druckmedium (46) füllbar ist, wobei eine erste Stirnseite (48) des Membran- oder Faltenbalgs an einem fest montierten Sockel (52) fixiert ist und wobei sich eine zweite Stirnseite (50) im Wirkeingriff mit dem zweiten Ende (34) des Kolbens (30) befindet. 6. Measuring device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the pressure device ( 44 ) is designed as a diaphragm or Fal tenbalg, which can be filled with a pressure medium ( 46 ), a first end face ( 48 ) of the diaphragm or Bellows is fixed to a fixed base ( 52 ) and a second end face ( 50 ) is in operative engagement with the second end ( 34 ) of the piston ( 30 ). 7. Messvorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegaufnahmeeinrichtung innerhalb des Membran- oder Faltenbalgs angeordnet ist.7. Measuring device according to claim 6, characterized, that the displacement device within the membrane or bellows is arranged. 8. Messvorrichtung nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche des Membran- oder Falten­ balgs um ein Vielfaches größer als eine Querschnitts­ fläche des ersten Endes (32) des Kolbens (30) ausge­ bildet ist und das auf diese Weise eine Drucküberset­ zung im Verhältnis der Querschnittsfläche des Membran- oder Faltenbalgs zur Querschnittsfläche des ersten En­ des (32) des Kolbens (30) erzeugbar ist.8. Measuring device according to claim 6 or 7, characterized in that a cross-sectional area of the diaphragm or bellows is many times larger than a cross-sectional area of the first end ( 32 ) of the piston ( 30 ) is formed and that in this way translates a pressure tion can be generated in the ratio of the cross-sectional area of the diaphragm or bellows to the cross-sectional area of the first end ( 32 ) of the piston ( 30 ). 9. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Messkammer (18) leitend verbundene Druckmonitoröffnung (36) für den Anschluss eines er­ sten Druckmessgeräts (38) zur Bestimmung eines Drucks in der Messkammer (18) vorgesehen ist.That conductively connected with the measuring chamber (18) pressure monitor opening (36) of it is provided sten pressure monitor (38) for determining a pressure in the measuring chamber (18) 9. The measuring device according to one of the claims 1 to 8, characterized in that for the connection , 10. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Messkammer (18) leitend verbundene Spülöffnung (23) zum Spülen der Messkammer (18) vorge­ sehen ist.10. Measuring device according to one of the claims 1 to characterized in that a conductively connected with the measuring chamber (18) flush port (23) is pre-see for rinsing the measuring chamber (18). 11. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ablaufseite (27) des Ventils (12) in eine Austrittskammer (54) mündet, welche definiert mit Über- oder Unterdruck beaufschlagbar ist. 11. Measuring device according to one of claims 1 to 10, characterized in that an outlet side ( 27 ) of the valve ( 12 ) opens into an outlet chamber ( 54 ) which can be acted upon in a defined manner with overpressure or underpressure. 12. Messvorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung eines definierten Drucks in der Austrittskammer (54) eine weitere Druckerzeugungsein­ richtung (56) vorgesehen ist.12. Measuring device according to claim 11, characterized in that a further pressure generating device ( 56 ) is provided for setting a defined pressure in the outlet chamber ( 54 ). 13. Messvorrichtung nach Patentanspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Ablaufseite (27) des Ventils (12) ein Ventilsockel (55) vorgesehen ist, an welchem die Austrittskammer (54) angeordnet ist.13. Measuring device according to claim 11 or 12, characterized in that a valve base ( 55 ) is provided for receiving the outlet side ( 27 ) of the valve ( 12 ), on which the outlet chamber ( 54 ) is arranged. 14. Messvorrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Beschleunigungssensor (58) mit dem Ventilsockel (55) in Wirkverbindung steht, wobei aus dem Beschleunigungssensor (58) insbesondere ein elek­ trisches Beschleunigungssignal (68) auslesbar ist.14. Measuring device according to claim 13, characterized in that at least one acceleration sensor ( 58 ) is operatively connected to the valve base ( 55 ), in particular an electrical acceleration signal ( 68 ) being readable from the acceleration sensor ( 58 ). 15. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuereinrichtung (59) zum elektrischen Ansteuern des Ventils (12) vorgesehen ist, wobei ein Stellzustand des Ventils (12) insbesondere durch ein elektrisches Ventilsignal (72) abfragbar ist.15. Measuring device according to one of the claims 1 to 14, characterized in that a control device ( 59 ) for the electrical control of the valve ( 12 ) is provided, wherein an actuating state of the valve ( 12 ) can be queried in particular by an electrical valve signal ( 72 ). 16. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschließen von Eingangsöffnung (20) und/ oder Spülöffnung (23) ein Eingangsventil (80) und/oder ein Spülventil (82) vorhanden ist, wobei insbesondere elektrisch steuerbare und/oder abfragbare Ventile vor­ gesehen sind. 16. Measuring device according to one of the claims 1 to 15, characterized in that for closing the inlet opening ( 20 ) and / or flushing opening ( 23 ) there is an inlet valve ( 80 ) and / or a flushing valve ( 82 ), in particular electrically controllable and / or queryable valves are seen before. 11. Messvorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsventil (80) als schnellschaltendes Hochdruckventil ausgebildet ist.11. Measuring device according to claim 16, characterized in that the input valve ( 80 ) is designed as a fast-switching high-pressure valve. 18. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Druckmessgerät (38), aus welchem ins­ besondere ein erstes elektrisches Drucksignal (62) auslesbar ist, zur Bestimmung eines Drucks in der Messkammer (18) an dem Messkopf (16) angeschlossen ist.18. Measuring device according to one of the claims 1 to 17, characterized in that a first pressure measuring device ( 38 ), from which in particular a first electrical pressure signal ( 62 ) can be read, for determining a pressure in the measuring chamber ( 18 ) on the measuring head ( 16 ) is connected. 19. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Druckmessgerät (40), aus welchem ins­ besondere ein zweites elektrisches Drucksignal (64) auslesbar ist, zur Bestimmung eines Drucks des Druck­ mediums (46) in dem Falten- oder Membranbalg vorgese­ hen ist.19. Measuring device according to one of the claims 1 to 18, characterized in that a second pressure measuring device ( 40 ), from which in particular a second electrical pressure signal ( 64 ) can be read, for determining a pressure of the pressure medium ( 46 ) in the fold or membrane bellows is provided. 20. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Druckmessgerät (42), aus welchem ins­ besondere ein drittes elektrisches Drucksignal (66) auslesbar ist, zur Bestimmung eines Drucks in der Aus­ trittskammer (54) vorgesehen ist. 20. Measuring device according to one of the claims 11 to 19, characterized in that a third pressure measuring device ( 42 ), from which in particular a third electrical pressure signal ( 66 ) can be read out, is provided for determining a pressure in the exit chamber ( 54 ). 21. Messvorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rechnereinrichtung (100) zum Regeln von Messparametern und/oder zur Datenaufnahme und/oder -verarbeitung vorgesehen ist.21. Measuring device according to one of the claims 4 to 20, characterized in that a computer device ( 100 ) is provided for regulating measurement parameters and / or for data acquisition and / or processing. 22. Verfahren zur Bestimmung einer von einem Ventil (12) abgegebenen Einspritzmenge eines Fluids (14) und/oder eines Einspritzmengenverlaufs, wobei
ein Ventil (20) auf einer Zulaufseite (26) mit dem Fluid (14) beaufschlagt wird,
das Ventil (12) für einen definierten Zeitraum offen gestellt wird,
eine Einspritzmenge des Fluids (14) durch das offene Ventil (12) hindurchtritt,
die Einspritzmenge eine Volumenänderung einer verän­ derlichen Messkammer (18) eines Messkopfes (16) be­ wirkt und
die Volumenänderung der Messkammer (18) mit einer Messeinrichtung als ein Maß für die Einspritzmenge des Fluids (14) bestimmt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fluid (14) zunächst über eine in dem Mess­ kopf (16) vorgesehene Eingangsöffnung (20) in die die Messkammer (18) geleitet wird,
dass das Fluid (14) aus der Messkammer (18) des Messkopfes (16) in das Ventil (12) eingeleitet wird und
dass dabei die Volumenänderung der Messkammer (18) bewirkt wird, so dass die Bestimmung der Einspritz­ menge des Fluids (14) auf einer Zulaufseite (26) des Ventils (12) erfolgt. 22. A method for determining an injection quantity of a fluid ( 14 ) emitted by a valve ( 12 ) and / or an injection quantity curve, wherein
a fluid ( 14 ) is applied to a valve ( 20 ) on an inlet side ( 26 ),
the valve ( 12 ) is opened for a defined period of time,
an injection quantity of the fluid ( 14 ) passes through the open valve ( 12 ),
the injection quantity is a change in volume of a changeable measuring chamber ( 18 ) of a measuring head ( 16 ) and
the change in volume of the measuring chamber ( 18 ) is determined with a measuring device as a measure of the injection quantity of the fluid ( 14 ),
characterized,
that the fluid ( 14 ) is first led into the measuring chamber ( 18 ) via an inlet opening ( 20 ) provided in the measuring head ( 16 ),
that the fluid ( 14 ) from the measuring chamber ( 18 ) of the measuring head ( 16 ) is introduced into the valve ( 12 ) and
that the volume change of the measuring chamber ( 18 ) is effected so that the injection quantity of the fluid ( 14 ) is determined on an inlet side ( 26 ) of the valve ( 12 ). 23. Verfahren nach Patentanspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenänderung der Messkammer als Bewegung eines mit einem ersten Ende (32) in der Messkammer (18) geführten Kolbens (30) erfolgt.23. The method according to claim 22, characterized in that the volume change of the measuring chamber takes place as the movement of a piston ( 30 ) guided in the measuring chamber ( 18 ) with a first end ( 32 ). 24. Verfahren nach Patentanspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30) an einem außerhalb der Messkammer (18) liegenden zweiten Ende (34) durch eine Druckein­ richtung (44) mit einem definierten Druck beaufschlagt wird.24. The method according to claim 23, characterized in that the piston ( 30 ) is acted upon by a Druckein device ( 44 ) with a defined pressure at a second end ( 34 ) lying outside the measuring chamber ( 18 ). 25. Verfahren nach Patentanspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckeinrichtung (44) ein mit einem Druckme­ dium (46) gefüllter Membran- oder Faltenbalg verwendet wird.25. The method according to claim 24, characterized in that a diaphragm or bellows filled with a pressure medium ( 46 ) is used as the pressure device ( 44 ). 26. Verfahren nach einem der Patentansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass als Messeinrichtung (19) eine Wegaufnahmeeinrich­ tung, insbesondere ein Triangulationslaser oder LVDT- Sensor, für den Kolben (30) verwendet wird.26. The method according to any one of claims 23 to 25, characterized in that a Wegaufnahmeeinrich device, in particular a triangulation laser or LVDT sensor, is used as the measuring device ( 19 ) for the piston ( 30 ). 27. Verfahren nach einem der Patentansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass über den Membran- oder Faltenbalg und den Kolben (30) eine Druckübersetzung von einem Druck im Inneren des Membran- oder Faltenbalgs zu einem Druck im Inne­ ren der Messkammer (18) durchgeführt wird. 27. The method according to any one of claims 24 to 26, characterized in that via the diaphragm or bellows and the piston ( 30 ) a pressure translation from a pressure inside the diaphragm or bellows to a pressure inside the measuring chamber ( 18 ) is carried out. 28. Verfahren nach einem der Patentansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (14) nach Durchtritt durch das Ventil (12) in eine Austrittskammer (54) gelangt, welche, insbesondere zur Nachbildung von realen Gegebenheiten in einem Motor, mit einem definierten Luft- oder Gas­ druck beaufschlagt wird.28. The method according to any one of claims 22 to 27, characterized in that the fluid ( 14 ) after passing through the valve ( 12 ) into an outlet chamber ( 54 ), which, in particular for simulating real conditions in an engine, with a defined air or gas pressure is applied. 29. Verfahren nach einem der Patentansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (18) zwischen verschiedenen Mes­ sungen mit Fluid (14) gespült wird.29. The method according to any one of claims 27 or 28, characterized in that the measuring chamber ( 18 ) between different measurement solutions with fluid ( 14 ) is rinsed. 30. Verfahren nach einem der Patentansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (18) zwischen verschiedenen Mes­ sungen durch ein in einer Zulaufleitung angeordnetes schnellschaltendes Hochdruckventil wieder mit Fluid (14) gefüllt wird.30. The method according to any one of claims 22 to 29, characterized in that the measuring chamber ( 18 ) between different measurement solutions is refilled with fluid ( 14 ) through a quick-switching high-pressure valve arranged in an inlet line. 31. Verfahren nach einem der Patentansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Einspritzmengenverlaufs des Fluids (14) die Volumenänderung der Messkammer (18) mit hoher Abtastrate bestimmt wird.31. The method according to any one of claims 22 to 30, characterized in that the volume change of the measuring chamber ( 18 ) is determined with a high sampling rate to determine the course of the injection quantity of the fluid ( 14 ).