DE3245148A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die durchfuehrung des verfahrens zur ermittlung der mengencharakteristik von einspritzpumpen fuer verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung für die Durchführung des
• Verfahrens zur Ermittlung der Mengencharakteristik von Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Ermittlung der Mengencharakteristik von Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren.
• Bei Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren müssen zur Sicherstellung eines einwandfreien Motorbetriebs sehr enge Fertigungs- und Einstelltoleranzen eingehalten werden. Zur Kontrolle der Einhaltung dieser Toleranzen sowie für regelmäßige Betriebskontrollen und für die Durchführung von Wartungsarbeiten werden Prüfeinrichtungen benötigt, mit denen die von jedem Hochdruckausgang der Pumpe in den verschiedenen Betriebspunkten z.B. entlang der Vollastlinie, im Leerlauf, beim Start usw. pro Arbeitsspiel geförderten Kraftstoffmengen möglichst genau und mit einem höchsten Grad an Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse ermittelt werden können.
• Bei den heute üblichen Einspritzpumpenprüfständen wird das durch Prüfdüsen abgespritzte Volumen einer Prüfflüssigkeit zumeist mit Hilfe von kalibrierten Meßgläsern wie folgt bestimmt: Die elektromotorisch angetriebene Pumpe fördert die ihr zugeführte Prüfflüssigkeit zu ihren einzelnen Hochdruckausgängen und von dort über Einspritzleitungen zu den Prüfdüsen, die bei Uberschreiten des Öffnungsdruckes einen Querschnitt freigeben, aus dem die Prüfflüssigkeit austreten kann. Beim Meßvorgang wird das abgespritzte Flüssigkeitsvolumen in kalibrierte Meßgläser geleitet. Nach einer bestimmten, einstellbaren Anzahl von Förderhüben wird die Förderung in die Meßgläser unterbrochen. Das in die Meßgläser geförderte Flüssigkeitsvolumen wird abgelesen, die Meßgläser werden durch Umdrehen entleert und eine neue Messung kann beginnen. Das geförderte Flüssigkeitsvolumen wird dann mit Soll- und Toleranzwerten verglichen.
• Um die durch einen unterschiedlichen Ablauf der Messungen (z.B. unterschiedliche Entleerungszeitdauer und damit unterschiedliche, am Meßglas haftende Restmenge) und durch subjektive Ablesefehler bedingten Ergebnisdifferenzen zu eliminieren, verwendet man auch automatisierte Pumpenprüfstände, bei denen z.B. die Anzahl der Pumpenarbeitsspiele registriert wird, die erforderlich sind, um ein bestimmtes, durch Lichtschranken abgetastetes Meßglasvolumen auf zufüllen. Bei anderen Verfahren wird die Volumensmessung auf eine elektronische Wegmessung zurückgeführt. Allen heutigen Pumpenprüfeinrichtungen ist aber gemeinsam, daß sie zur Erzeugung des bei der Prüfung notwendigen, u. a. die Leckmengen beeinflussenden Gegendruckes eine über eine Einspritzleitung mit dem Hochdruckausgang der Pumpe verbundene, federbelastete Prüfdüse verwenden. Darin liegt aber ein sehr großer Nachteil dieser Meßeinrichtungen, denn die größten Meßwertdifferenzen können gerade durch Unterschiede in den Prüfdüsen (Geometrie bzw. Durchflußverhalten, Druckfedercharakteristik, Düsennadelöffnungsdruck) und in den Einspritzleitungen (Innendurchmesser, Länge, verdrückte Anschlußnippel an der Pumpe und an der Düse) hervorgerufen werden.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei vollautomatisiertem Ablauf der Messungen diese Nachteile in bezug auf die Meßwertreproduzierbarkeit zu vermeiden.
• Nach der Erfindung wird die Aufgabe verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß der Pumpengegendruck durch Druckspeicher erzeugt wird.
• In einer beispielhaften Ausführungsform besteht die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Schemazeichnung von Fig. I, in der nur die Meßanordnung für einen Pumpenhochdruckausgang dargestellt ist, im wesentlichen aus einem mit Prüfflüssigkeit gefüllten Behälter 1, der über einen Hochdruckschlauch 2 mit einem Hochdruckausgang der vom Elektromotor 3 angetriebenen Einspritzpumpe 4 und über ein Magnetventil 5 mit dem Prüfflüssigkeitsvorratsbehälter 6 verbunden und mit einem Druckaufnehmer 7 - das ist z.B. ein piezoresistiver Absolutdruckaufnehmer -ausgerüstet ist. Zur Eichung des Druckaufnehmers kann an den Behälter 1 ein Feinmeßmanometer 8 angeschlossen werden.
• Während eines Meßvorganges ist das Magnetventil 5 geschlossen und die Pumpe fördert die ihr über ein Filter 9 zugeführte Prüfflüssigkeit über ein Rückschlagventil 10 in den Behälter 1, wobei der Druck in diesem Behälter ansteigt.
• Dieser, vom Druckmesser 7 aufgenommene Druckwert wird dem Steuer- und Ausgabegerät 11 zugeführt. Ab einem bestimmten Druck p1 beginnt das Steuergerät alle nachfolgenden, vom Impulsgeber 12 registrierten Pumpenumdrehungen, d. h. die Pumpenarbeitsspiele zu zählen. Bei Erreichen eines bestimmten Druckes p2 wird vom Steuergerät der Zähler gestoppt und bei Erreichen eines vorgegebenen Maximaldruckes Pmax das Magnetventil 5 geöffnet. Gleichzeitig wird auch das Kurzschlußventil 13 geöffnet und so die Pumpenförderung in den Meßbehälter hinein unterbrochen. Daraufhin sinkt der Behälterdruck ab, wobei die Geschwindigkeit des Druckabfalls durch die Drossel 14 begrenzt wird. Da die Drücke p1 und p2 im Bereich der normalen Arbeitsdrücke, also relativ hoch liegen können, wird der Druckabfall bei Erreichen eines bestimmten Minimaldruckes Pein durch Schließen des Magnetventils 5 beendet. Durch diese Limitierung des Druckabfalls wird erreicht, daß die bei den nachfolgenden Meßvorgängen benötigte Zeit bis zum Erreichen des Anfangsdruckes p1 entsprechend verkürzt wird. Nach der manuell oder automatisch vorgenommenen Einstellung eines neuen Betriebspunktes an der Pumpe (z.B. veränderte Pumpendrehzahl) erfolgt die nächste Messung, siehe den schematischen Behälterdruckverlauf in Fig. II. Ermittelt wird dabei also jeweils - als ein Maß für die pro Arbeitsspiel geförderte Kraftstoffmenge -die Pumpenhubzahl, die für eine dem Steuergerät wahlweise vorgegebene Drucksteigerung Ap = p2 - p1 benötigt wird.
• Bei einer Messungsumkehr kann natürlich auch die Druckerhöhung Ap ermittelt werden, die sich bei einer vorgegebenen Arbeitspielzahl einstellt. Alle Meßergebnisse werden von dem Steuer- und Ausgabegerät 11 registriert bzw. digital zur Anzeige gebracht. Als Uberlastungsschutz ist der Meßhalter noch mit einem Sicherheitsdruckventil J5 ausgestattet.
• Schließlich wird in bekannter Weise die mit dem Temperaturfühler 16 gemessene Temperatur der Prüfflüssigkeit durch das Steuergerät 11 durch entsprechende Regelung einer Heizung bzw. eines Kühlers, die in Fig. I nicht dargestellt sind, auf einen konsanten Wert eingestellt.
• Da das erfindungsgemäße Meßverfahren im Gegensatz'zu den konventionellen, mit Prüfdüsen arbeitenden Verfahren sehr unempfindlich ist gegen kleinere Abweichungen in der Geometrie der Verbindungsleitung zwischen dem Hochdruckausgang der Pumpe und dem Gegendruckerzeuger, können hier ohne weiteres Hoch'druckschläuche verwendet werden, die vielleicht nicht ganz so maßhaltig sind wie die üblichen Einspritzleitungen, die aber nicht so wie diese über leicht verdrückbare Dichtnippel angeschlossen werden müssen.
• Für den Fall, daß ein während des Meßvorganges weitgehend konstant bleibender Gegendruck erwünscht wäre, könnte der Meßbehälter so, wie in Fig. III schematisch dargestellt, mit zwei Kammern, die nur über die kleine Öffnung eines Steigrohres miteinander verbunden sind und von denen die obere, größere mit Druckgas und die untere, kleinere Kammer mit Prüfflüssigkeit gefüllt ist, ausgestattet werden. Die während einer bestimmten Arbeitsspielzahl von der Pumpe in die untere Kammer geförderte Flüssigkeitsmenge würde hier ohne nennenswerte Drucksteigerung nur den Flüssigkeitsspiegel in dem Steigrohr anheben, wobei diese Höhenveränderung z.B. in bekannter Weise mit Hilfe von Lichtschranken erfaßt werden könnte. Alle oben beschriebenen Steuerungsvorgänge würden hier durch die Signale entsprechend angeordneter Lichtschranken ausgelöst.
• Schließlich wird noch vorgeschlagen, das ohnehin vorhandene und nur entsprechend auszurüstende Steuergerät auch für die automatische Einstellung der zu überprüfenden Einspritzpumpenbetriebspunkte einzusetzen, um so einen voll automatisierten Prüfprozeß zu realisieren.
• Leerseite

Claims (8)

1. Patentansprüche Verfahren zur Ermittlung der Mengencharakteristik von Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der bei einer Fördermengenmessung notwendige Einspritzpumpengegendruck durch Druckspeicher erzeugt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher durch einen mit der von der elektromotorisch angetriebenen Einspritzpumpe geförderten Prüfflüssigkeit gefüllten Behälter gebildet wird und der mit einem geeigneten Druckaufnehmer gemessene, während der Pumpenförderung ansteigende Behälterdruck zusammen mit der über einen Impulsgeber ermittelten Anzahl der Pumpenumdrehungen das Maß für die Arbeitsspielfördermenge darstellt, wobei die Zeitdauer des Meßvorganges entweder durch den über ein Steuer- und Ausgabegerät vorgegebenen Wert der Behälterdrucksteigerung oder durch eine entsprechende Vorgabe der bei-der Auswertung zu berücksichtigenden Anzahl der Pumpenarbeitsspiele festgelegt werden kann.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher durch zwei Kammern gebildet wird, die nur über die kleine Öffnung eines Steigrohres miteinander verbunden sind und von denen die obere, größere mit Druckgas und die untere, kleinere Kammer mit Prüfflüssigkeit gefüllt ist, und daß die von der Einspritzpumpe in die untere Kammer geförderte Prüfflüssigkeit ohne nennenswerte Veränderung des Behälterdruckes nur eine Anhebung des Flüssig- keitsspiegels im Steigrohr bewirkt und diese während einer bestimmten Anzahl von Pumpenumdrehungen eintretende Flüssigkeitsspiegelhöhenveränderung das Maß für die Arbeitsspielfördermenge darstellt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte von dem Steuer- und Ausgabegerät registriert bzw. digital zur Anzeige gebracht werden.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4 oder 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung eines Meßvorganges das Prüf-Ausgangsniveau für den Behälterdruck bzw. für die Prüfflüssigkeitshöhe im Steigrohr über das Steuergerät durch eine entsprechende Betätigung eines Flüssigkeitsablaufventils am Behälter und eines Kurzschlußventils hinter der Einspritzpumpe automatisch auf den vorgewählten Wert einreguliert wird.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2,4,5 bzw. 3,4,5 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen einem Hochdruckausgang der Einspritzpumpe und einem Druckspeicher durch einen Hochdruckschlauch hergestellt wird.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4 bis 6 bzw. 3 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät auch die Regelfunktionen zur Thermostatisierung der Prüfflüssigkeit übernimmt.
8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4 bis 7 bzw. 3 und 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät auch für die automatische Einstellung der zu überprüfenden Einspritzpumpenbetriebspunkte eingesetzt wird-.