DE2916150C2 - Einrichtung zur Ermittlung des Schnarrverhaltens eines Kraftstoffeinspritzventils - Google Patents

Description

geeinheit zugeführt Somit ist auch eine digitale Auswertung der Schnarren-Effekt-Messung möglich.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Blockdiagramm einer Einrichtung zum Feststellen des Schnarren-Effektes in einer Hochdruck-Brennstoff-Einspritzleitung.

Die Einrichtung 11 weist eine Brennstoffpumpe 12

Summer, einer Sirene, einem Horn oder einem ähnlichen Alarmsignal arbeiten kann.

Ein Bezugssignalgenerator 24 erzeugt ein Bezugssignal, das den Eingängen der CRT-Anzeigeeinheit 18 und des !Comparators 19 zugeführt wird. Eine Einstelleinheit 26 für die Betnebsart ist mit dem Komparator 19 verbunden, um die jeweilige Betriebsart sowie die Vergleichspegel des !Comparators einzustellen. Die CRT-Anzeigeeinheit 18 weist zwei orthogonale, also zueinan-

den unter erhöhtem Druck stehenden Brennstoff durch eine Zuführungsleitung oder einen Durchgang 13 einer Brennstoffeinspritzung, wie beispielsweise einer Brennstoffdüse oder einem Brennstoffventil 14 zu.

Eine solche Einrichtung 11 kann auch bei verschiedenen anderen Typen von Brennstoff-Einspritzsystemen und auf anderen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, die keine direkte Beziehung zu Verbrennungsmo-

auf. Die Brennstoffpumpe 12 wird durch eine Brenn- io der senkrechte, Eingänge (nicht dargestellt) auf, die jekraftmaschine (nicht dargestellt) angetrieben und führt weils mit den Ausgängen des Wandlers 17 und des Be-

zugssignalgenerators 24 verbunden sind.

Das von dem Generator 24 erzeugte Bezugssignal wird so ausgewählt, daß es eine Frequenz, Amplitude, Gleichstrompegel und Wellenform hat, die bei optimalen Betriebsbedingungen des Einspritzventils 14 dem Ausgangssignal des Wandlers 17 entsprechen. Da das Ventil 14 sich in entsprechender Abstimmung mit dem Arbeitszyklus des Motors abwechselnd öffnet und

toren haben. Bei einem Anwendungsfall dient die Pum- 20 schließt, schwankt oder pulsiert der Druck in der Leipe 12 nur dazu, dem Injektor 14 Brennstoff zuzuführen. tung 13 periodisch. Damit erzeugen das Ausgangssignal In diesem Fall weist der Injektor 14 einen Kolben oder des Wandlers 17 und das Ausgangssignal des Signalge-Plunger (nicht dargestellt) auf, der Brennstoff mit ho- nerators 24, die der CRT-Anzeigeeinheit 18 zugeführt hem Druck in den Motor einspritzt. Als Alternative werden, bei optimalen Betriebsbedingungen des Ventils hierzu kann die Pumpe 12 einen solchen Kolben aufwei- 25 14 eine 1 :1 Lissajous'sche Figur, sen und den Brennstoff dem Injektor 14 bei hohem Wenn jedoch der Schnarren-Effekt auftritt, gerät das

Druck zuführen. In einem solchen Fall weist der Injek- Element (nicht dargestellt) des Ventils 14 in Schwinguntor 14 nur ein durch eine Feder vorbelastetes Ventil gen, so daß die Frequenz des Ausgangssignals des (nicht dargestellt) auf, welches sich öffnet, um die Brenn- Wandlers 17 höher wird als die Frequenz des Bezugssistoffeinspritzung zu ermöglichen, wenn der von der 30 gnals von dem Generator 24. Dann erscheint auf der Pumpe 12 zugeführte Druck die Vorspannung der Fe- Anzeige der Kathodenstrahlröhre 18 eine Lissader übersteigt Es läßt sich also erkennen, daß mit der
vorliegenden Einrichtung Messungen in verschiedenen
Bereichen des Fluiddruckes durchgeführt werden können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Druckfühler 16 mit der Leitung 13 verbunden, um die Größe des darin herrschenden Drucks festzustellen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Fühler 16 eine elektrisch leitende Membran auf, die relativ zu einer anderen, elektrisch leitenden Membran um eine Strecke bewegt werden kann, die dem Fluiddruck in der Leitung 13 entspricht. Die elektrische Kapazität zwischen den

beiden Membranen ändert sich als Funktion des Ab-

jous'sche Figur mit einem Muster bzw. einer Form, das bzw. die von der obenerwähnten Form 1 :1 abweicht. Das jeweils vorhandene Muster hängt von dem Frequenzverhältnis und der Phasenbeziehung zwischen den angelegten Eingangssignalen ab. Je größer die Zahl der Schleifen bzw. Keulen bzw. Lappen in der Lissajous'schen Figur ist, um so größer ist das Ausmaß der Vibrationen des Elementes des Ventils 14, und um so stärker ist der Schnarren-Effekt.

Der Komparator 19 erzeugt ein Ausgangssignal, welches die Differenz zwischen Ausgangssignal des Wandlers 17 und dem Bezugssignal darstellt Die Differenz kann beispielsweise die Frequenz-Differenz oder die Standes zwischen ihnen, der wiederum eine Funktion 45 Frequenz der Wechselstromamplitude sein. Die Wechdcs Drucks in der Leitung 13 ist. Der Fühler 16 ist also so selstromamplitude des Ausgangssignals des Wandlers aufgebaut, daß er einen elektrischen Strom erzeugt, der 17 nimmt ab, wenn sich der Schnarren-Effekt stärker dem Druck in der Leitung 13 entspricht; nach einer bemerkbar macht, da verstärkte Vibrationen zu einem bevorzugten Ausführungsform ist der elektrische Strom geringeren Abheben des Elementes des Ventils 14 und proportional zu dem Druck in der Leitung 13. Ein nach 50 damit zu kleineren Druckschwankungen in der Leitung diesem Prinzip arbeitender Fühler, der als Fühler 16 13 führen. Der Wandler 21 erzeugt ein digitales Signal, verwendet werden kann, erzeugt z. B. einen Ausgangs- welches dem analogen Ausgangssignal des Komparastrom, der in Abhängigkeit von Eingangsdrücken zwi- tors 19 entspricht, und durch eine Anzeigeeinheit 22 sehen 0 und 127 mmH₂O im Bereich von 4 bis 20 mA dargestellt wird. Die Alarmeinrichtung 23 ist so ausgeliegt. Bei diesem Fühler liegt der Bereich der Membran- 55 legt, daß sie erregt wird, wenn die Größe des Ausgangsbewegung zwischen 0 und 0,1 mm. signals des Wandlers 21 einen vorher bestimmten Wert Das Ausgangssignal des Fühlers 16 wird einem übersteigt, der anzeigt, daß der Schnarren-Effekt in ei-Strom/Spannungs-Wandler 17 zugeführt, der eine elek- nem nicht mehr tolerierbaren Ausmaß vorhanden ist. trische Ausgangsspannung oder ein Signal erzeugt, die Es läßt sich also erkennen, daß die vorliegende Erfin- bzw. das proportional zu dem Eingangsstrom ist. Diese 60 dung eine Einrichtung zur Feststellung des Schnarren-Spannung entspricht also dem Druck in der Leitung 13. Effektes in einer Hochdruck-Brennstoff-Einspritzlei-

Der Ausgang des Anschlusses 17 ist mit den Eingängen einer Kathodenstrahlröhre, (CRT)-Anzeigeeinheit 18 und mit einem Komparator 19 verbunden. Der Ausgang des Komparators 19 ist durch einen Analog/Digital-Wandler 21 an eine digitale Anzeigeeinheit 22 und eine Alarmeinrichtung 23 angeschlossen, die mit einem aufblitzenden Licht, einer Glocke bzw. Klingel, einem

tung vorschlägt, bei der die Nachteile der herkömmlichen Ausführungsformen überwunden werden und die eine exakte objektive und quantitative Messung ermöglicht.

An der hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsform können beispielsweise die folgenden Modifikationen vorgenommen werden: Der Ausgang des

!Comparators 19 kann statt des Ausgangs des Bezugssignal-Generators 24 mit der CRT-Anzeigeeinheit 18 verbunden werden. Außerdem kann die CRT-Anzeigeeinheit 18 so modifiziert werden, daß das Ausgangssignal des Wandlers 17 und das Bezugssignal längs der gleichen Achse, also nicht im rechten Winkel zueinander, dargestellt werden. In diesem Fall können die Signale längs einer einzigen horizontalen Achse einander überlagert oder längs zwei vertikal im Abstand voneinander angeordneten, horizontalen Achsen jeweils übereinander dargestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Claims (4)

Nachteil, nicht zur Messung des Schnarren-Effektes bei Patentansprüche: serienmäßigen Einspritzventilen geeignet zu sein, da lediglich experimentell der Schnarren-Effekt eines spe-

1. Einrichtung zur Ermittlung des Schnarrverhai- ziell angefertigten Ventiles mit induktiven Weggeber tens eines am Ende einer Einspritzleitung angeord- 5 überprüft werden kann.

neten Kraftstoffeinspritzventils für eine Brennkraft- Die Motortechnische Zeitschrift 1964, Heft 7 offen-

maschine mit einem Signalaufnehmer zur Abgabe bart auf den Seiten 293 und 294 Meßgeräte zum Ermit-

eines elektrischen Signals und einer Anzeigevorrich- teln des dynamischen Förderbeginns von Dieselmoto-

tung zur Sichtbarmachung dieses Signals, da- ren. Insbesondere offenbart diese Druckschrift piezo-

durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung jo elektrische Druckgeber zum Messen des in Einspritzleiaußer dem an der Einspritzleitung angeordneten, auf tungen herrschenden Druckes.

den Kraftstoffdruck in dieser Leitung ansprechen- Aus dem Nachschlagewerk »Brockhaus der Natur-

den, das elektrische Signal erzeugenden Signalauf- Wissenschaft und der Technik«, 4. Auflage, 1958, Seite

nehmer (16) noch eine Bezugssignalvorrichtung (24) 345 ist es bekannt, daß relative Frequenz- und Phasen-

zur Erzeugung eines elektrischen Bezugssignals auf- is Verhältnisse zwischen zwei elektrischen Signalen da-

weist, das hinsichtlich Frequenz, Amplitude, Gleich- durch optisch dargestellt werden können, daß eines der

stvompegel und Wellenform dem vom Signalaufneh- Signale an den X-Eingang und das andere Signal an den

mer (16) bei optimalen Betriebsbedingungen des y-Eingang eines Oszillographen angelegt wird. In Ab-

Einspritzventils herkommenden Signal entspricht, hängigkeit von dem Frequenzverhältnis und von dem

und das zusammen mit dem vom Signalaufnehmer 20 Phasenunterschied zwischen den beiden Signalen erge-

(16) abgegebenen Signal das Schnarrverhalten des ben sich auf dem Schirm des Oszillographen sogenannte

Einspritzventils (14) mit Hilfe der Anzeigevorrich- »Lissajoussche Figuren« aus deren Form in einfacher

tung (18,22) anzeigt Weise die Frequenzverhältnisse und Phasenunterschie-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- de abgelesen werden können.

zeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (18) ein Ka- 25 Die DE-OS 23 02 340 zeigt ein elektronisches Prüfgethodenstrahl-Oszillograph mit zwei in zwei senk- rät zur Feineinstellung eines Dieselmotors. Mit einem recht aufeinanderstehenden Ebenen ablenkbaren elektrischen Linearverstellungsgeber, derauf einer Ein-Strahlen ist, und daß die Ablenkung des einen Strah- spritzdüse des Motors befestigbar ist und zur Abtastung les durch das Signal des Signalaufnehmers (16) und der Verstellbewegung der Düsennadel und zur Abgabe die Ablenkung des anderen Strahles durch das Be- 30 eines periodischen Meßimpulses dient, wird ein Meßsizugssignal der Bezugssignalvorrichtung (24) erfolgt, gnal erzeugt, mit dem die Spritzeinstellung, also der wodurch je nach Frequenzverhältnis und Phasenun- Förderbeginn und der Förderwinkel eines laufenden terschied eine entsprechend ihrer Form Hinweise Dieselmotors darstellbar ist. Dieses Meßsignal vom Liauf das Schnarrverhalten des Einspritzventils (14) nearverstellungsgeber wird zusammen mit einer Pulsgebende Lissajoussche Figur gebildet wird. 35 kette, die als Bezugssignal dient und eine zur Motor-

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- drehzahl proportionale Impulsfrequenz hat einem Phazeichnet daß die elektrischen Signale des Signalauf- senvergleicher zugeführt dessen Ausgangssignal den nehmers (16) und der Bezugssignalvorrichtung (24) Förderbeginn und den Förderwinkel des Einspritzsyeinem Frequenzen oder Amplituden vergleichenden stems des Dieselmotors darstellt

Komparator (19) zugeführt werden, der der Anzei- 40 Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegevorrichtung (22) ein Hinweis auf das Schnarrver- genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichhalten des Einspritzventils gebendes Differenzsignal tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuführt zubilden, daß sie zur objektiven und quantitativen Mes-

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- sung des Schnarren-Effektes von Einspritzventilen gezeichnet daß dem Komparator (19) noch eine 45 eignet ist.

Alarmvorrichtung nachgeschaltet ist die dann an- Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung nach dem

spricht wenn das Differenzsignal einen vorgegebe- Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im

nen Wert übersteigt. kennzeichnenden Teil dieses Anspruches gelöst.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ein-

50 richtung besteht darin, daß sie auch dann exakte Meßergebnisse liefert wenn sie nicht von einer Fachkraft, sondern nur von einer Hilfsperson überwacht wird.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in der kom-Oberbegriff des Anspruchs 1. merziellen Fertigung wirtschaftlich und mit hohem Wir-Eine derartige Einrichtung ist aus der Motortechni- 55 kungsgrad unter Verwendung von marktüblichen, norschen Zeitschrift 1967, Heft 8, Seiten 307 bis 313 be- mierten Bauteilen hergestellt werden,
kannt. Die bekannte Einrichtung bedient sich eines mit Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird ein einem induktiven Weggeber ausgerüsteten Einspritz- Kathodenstrahl-Oszillograph als Anzeigevorrichtung ventils, um aus Veränderungen in dem Wegsignal des verwendet. Das den Druck in der Brennstoffeinspritzleiinduktiven Weggebers Rückschlüsse auf das Vorliegen 60 tung darstellende Signal sowie das Bezugssignal werden des Schnarren-Effektes ziehen zu können. Das elektri- dem Oszillographen zugeführt, der diese Signale als Lissche Signal des induktiven Weggebers wird einem Pa- sajous'sche Figur anzeigt. Aus der Form der Lissapierstreifenschreiber und einem Schleifenoszillogra- jous'schen Figur erkennt man, wann der Schnarren-Efphen zugeführt, um das Signal darzustellen. Die Aus- fekt auftritt. Die Frequenzen oder Amplituden des elekwertung des Signales hängt von der subjektiven Bestim- 65 trischen Signals sowie des Bezugssignals werden vormung durch den Beobachter ab und ermöglicht keine teilhafterweise verglichen, um ein Ausgangssignal zu erobjektive Analyse mittels eines automatisch arbeiten- zeugen, das Frequenz- oder Amplitudendifferenzen anden Gerätes. Ferner hat die bekannte Einrichtung den zeigt. Dieses Ausgangssignal wird einer digitalen An/ci-