DE4242662A1 - Vorrichtung zum Messen der Einspritzmengen von Einspritzpumpen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Messen der Ein­ spritzmengen von Einspritzpumpen für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen Vorrichtungen werden zwei unterschiedliche Meßmethoden angewandt, zum einen die offene Ab­ spritzmethode und zum anderen die geschlossene Abspritzmethode. Bei der offenen Abspritzmethode wird die Prüfflüssigkeit von der Ein­ spritzdüse ins Freie abgespritzt, d. h. vor der Einspritzdüse herrscht äußerer Atmosphärendruck. Bei dieser Abspritzmethode kommt es direkt hinter der Einspritzdüse zu hohen Dampf- und Aerosolbil­ dungen, da kein wesentlicher Gegendruck aufgebaut wird. Bei der ge­ schlossenen Abspritzmethode wird in eine unter Druck stehende Prüf­ ölflüssigkeit abgespritzt. Damit kann die Aerosolbildung vermieden und die Dampfbildung reduziert werden. Bei derartigen geschlossenen Abspritzsystemen setzen sich jedoch Druckspitzen des Einspritzvor­ ganges bis zum eigentlichen Meßelement fort, so daß kein schnelles, kontinuierliches Messen möglich ist. Aus der DE-OS 33 07 243 ist es weiterhin bekannt, in einem quasi geschlossenen Meßsystem den Ein­ spritzvorgang in einer unter Druck stehenden Gasatmosphäre auszu­ führen. Damit wird zwar ein Gegendruck an der Einspritzstelle aufge­ baut und Druckspitzen werden aufgrund der Kompressibilität des Gases vermindert, eine Dampf- bzw. Aerosolbildung ist jedoch nicht immer zu vermeiden.

Zur Vermeidung von Druckspitzen bzw. zur Beruhigung des einge­ spritzten Volumenstroms ist darüberhinaus aus der DE-OS 33 31 949 ein sog. Spritzdämpfer bekannt. Dabei ist zwischen der Einspritzdüse und dem eigentlichen Meßelement ein Spritzdämpfer angeordnet, bei dem das Einspritzfluid (Prüföl) durch den Zwischenraum zwischen einem Gewindestück und einer Verschlußschraube durchgeführt wird. Die Gewinde dieser beiden Bauelemente sind in ihrer Steigung und Steigungsrichtung unterschiedlich, so daß ein labyrinthartiger Durchgangsraum ausgebildet wird. In diesem labyrinthartigen Durch­ trittsraum wird der Einspritzstrahl beruhigt. Ein derartiger Spritz­ dämpfer wird jedoch in einem offenen Meßsystem eingesetzt, d. h. vor der Einspritzdüse wird kein bzw. nur ein geringer Gegendruck aufge­ baut. Trotz der Dämpfung kommt es hier zu Dampf- bzw. Aerosolbil­ dungen, so daß ein schnelles, kontinuierliches Messen nicht möglich ist. Würde man eine derartige Spritzdämpfungseinrichtung in einem geschlossenen Meßsystem anwenden, würden sich Druckspitzen dennoch bis zum eigentlichen Meßelement fortpflanzen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Einspritzmengen von Einspritzpumpen für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine schnelle, kontinuierliche Messung möglich ist. Eine Dampf- bzw. Aerosolbildung beim Einspritzvorgang wird durch die Anwendung des geschlossenen Meßsystems wirksam verhindert. Darüberhinaus wird weiterhin verhindert, daß sich Druckspitzen des Einspritzvorgangs zum eigentlichen Meßelement fortpflanzen, so daß sich an diesem schnell und direkt das eingespritzte Volumen bestimmen läßt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung er­ geben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Be­ schreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig. 1 den schematisch dargestellten Aufbau der Vorrichtung und in Fig. 2 einen Schnitt durch die Spritzdämpfungseinrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird eine Prüfflüssig­ keit (Prüföl) aus einem Behälter 10 von einer Einspritzpumpe 11 an­ gesaugt und über eine Druckleitung 12 einer Einspritzdüse 13 zuge­ führt. Diese Einspritzdüse 13 ist mit einem Düsenhalter 14 in eine Spritzdämpfungseinrichtung 15 eingesetzt. Vom Ausgang 16 dieser Spritzdämpfungseinrichtung 15 führt eine Meßleitung 17 zum eigent­ lichen Meßelement 18. Dieses Meßelement 18 (Volumenmeßeinrichtung) kann, wie dargestellt, ein Meßglas sein, es ist jedoch auch die Ver­ wendung einer Meßzelle oder anderer Volumenmeßeinrichtungen möglich.

Die in Fig. 2 näher dargestellte Spritzdämpfungseinrichtung 15 hat ein zylindrisches Gehäuse 20, in das ein Oberteil 21 eingesetzt ist. Das Oberteil 21 hat eine durchgehende Längsbohrung 22 mit einem ko­ nischen Aufnahmeabschnitt 23. In diesen Aufnahmeabschnitt 23 wird der Düsenhalter 14 mit der Einspritzdüse 1 so eingesetzt, daß die Einspritzöffnung in die Längsbohrung 22 gerichtet ist und die Ein­ spritzrichtung im wesentlichen in Achsrichtung des Gehäuses 20 liegt. Der Düsenhalter 14 wird durch eine nicht dargestellte Über­ wurfmutter dicht mit dem Oberteil 21 verbunden. Dazu ist an dessen Außenseite ein entsprechendes Außengewinde 24 ausgebildet. An der Unterseite 25 des Oberteils 21 ist die eine Stirnseite eines Balg­ elementes 27 befestigt, z. B. verschweißt. Dieses Balgelement 27 umfaßt die Längsbohrung 22 des Oberteils 21 und besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Metall. Dieses Balgelement 27 ist im wesent­ lichen längselastisch und so im Gehäuse 20 geführt, daß es bei einer Längenänderung nicht an der Wandung des Gehäuses 20 anliegt bzw. reibt.

Die untere Stirnseite 28 des Balgelementes 27 liegt auf einem Ring­ element 29 auf und ist fest und dicht mit diesem verbunden. Dieses Ringelement 29 ist Teil eines Unterteils 30 und hat einen umlaufen­ den Rand 31, der längsverschieblich im Inneren des Gehäuses 20 ge­ führt ist. An die Unterseite des Ringelementes 29 schließt sich ein Hohlzylinder 32 an, in den ein Anschlußstück 33 eingeschraubt ist. An die Oberseite des Ringelementes 29 schließt sich ein hohlzylin­ drisches Ventilgehäuse 34 an, das in das Innere des Balgelementes 27 ragt, ohne dieses zu berühren. Die Oberseite 35 des Ventilgehäuses 34 hat eine nach innen eingezogene Ventilöffnung 36, an der ein ke­ gelförmiger Ventilsitz 37 ausgebildet ist. Im Inneren des Ventilge­ häuses 34 ist ein etwa becherförmiges Ventilglied 38 geführt, dessen kegelförmiger Ventilkörper 39 mit dem Ventilsitz 37 zusammenwirkt. Das Ventilglied 38 wird durch eine Druckfeder 41 in Schließrichtung beaufschlagt. Diese stützt sich andererseits an der Grundplatte 42 eines Ventilführungselementes 43 ab, dessen zylindrischer Führungs­ körper 44 in das Innere des Ventilglieds 38 ragt. Das Ventilfüh­ rungselement 43 ist in das Innere des Ventilgehäuses 34 eingesetzt und durch einen Sicherungsring 45 fixiert. Die Grundplatte 42 des Ventilführungselementes 43 ist mit - nicht dargestellten - Durch­ gängen versehen, durch die das Prüföl ohne wesentliche Drosselver­ luste durchtreten kann.

Das Anschlußstück 33 an der Unterseite des Hohlzylinders 32 hat eine durchgehende Längsbohrung 47, in die eine Einschraubdrossel 48 ein­ gesetzt ist. An die im Inneren des Hohlzylinders 32 befindliche Stirnseite des Anschlußstückes 33 schließt sich ein etwa hutförmiges Filterelement 49 an, durch das Prüföl, das durch die Grundplatte 42 strömt, hindurchtreten kann und zur Einschraubdrossel 48 gelangt. Diese Einschraubdrossel 48 ist über die Längsbohrung 47 mit einem Anschlußnippel 53 verbunden, an den die Meßleitung 17 angeschlossen wird.

An der dem Balgelement 27 abgewandten Unterseite des Ringelementes 29 liegt das eine Ende einer Druckfeder 50 an, die den Hohlzylinder 32 umfaßt, ohne diesen zu berühren. Das andere Ende der Druckfeder liegt an einer Scheibe 51 an, die durch einen Sicherungsring 52 im Bereich des Anschlußstückes 33 im Gehäuse 20 fixiert ist. Die Scheibe 51 umfaßt ringförmig den Hohlzylinder 32 des Unterteils 30 ohne diesen zu berühren, so daß das gesamte Unterteil 30 längsver­ schieblich im Gehäuse 20 geführt ist.

Im Betrieb der Vorrichtung zum Messen der Einspritzmenge ist die Spritzdämpfungseinrichtung 15 vollständig mit Prüföl gefüllt, d. h. sowohl der Innenraum des Balgelementes 27 und die Längsbohrung 22, als auch der Innenraum des Ventilgehäuses 34 und des Hohlzylinders 32 sowie die Längsbohrung 47 hinter der Einschraubdrossel 48 samt Meßleitung 17 sind vollständig mit Prüföl aufgefüllt. Die Vor­ spannung der Druckfeder 41 des Druckventils 40 ist so gewählt, daß das Ventilglied 38 bereits bei geringen Drücken vom Ventilsitz 37 abhebt. Beim Betrieb der Einspritzpumpe 11 spritzt das Einspritzven­ til 13 in das Innere der Längsbohrung 22 und damit in das Innere des Balgelementes 27. Aufgrund des sich dabei erhöhenden Druckes öffnet das Druckventil 40, so daß sich dieser Druck auch im Innenraum des Ventilgehäuses 34 bzw. im Innenraum des Hohlzylinders 32 vor der Einschraubdrossel 48 aufbaut. Durch das eingespritzte Volumen und die damit bedingte Volumenzunahme längt sich das Balgelement 27 aus, wobei die Wirkung der Druckfeder 50 dieser Bewegung entgegengerich­ tet ist. Aufgrund der Wirkung der Druckfeder 50 stellt sich ein Gleichgewichtszustand zwischen der Kraft aufgrund der Wirkung der Druckfeder 50 und der Druckkraft zur Förderung eines Volumenstroms durch die Einschraubdrossel 48 ein. Dieser Gleichgewichtszustand wird bestimmt durch die Vorspannung der Druckfeder 50 und durch den sich vor der Einschraubdrossel 48 aufbauenden Druck, der im wesent­ lichen durch die Abmessungen der Einschraubdrossel 48 bestimmt wird. Aufgrund der Wirkung der Einschraubdrossel 48 und der Druckfeder 50 stellt sich ein stabiler Förderzustand durch die Einschraubdrossel 48 ein. Volumenschwankungen werden durch die Längenänderungen des Balgelementes 27 ausgeglichen. Durch das Zusammenwirken des Balgele­ mentes 27, der Druckfeder 50 und der Einschraubdrossel 48 ergibt sich ein Regelsystem, durch das ein kontinuierlicher, gleich­ mäßiger Förderstrom ermöglicht wird. Das Balgelement 27 ist dazu so ausgebildet, daß eine Volumenzunahme im wesentlichen nur zu einer Längenänderung, nicht jedoch zu einem Aufblähen des Balgelementes 27 führt. Durch das Druckventil 40 ist gewährleistet, daß bereits bei kleinen Fördermengen ein Gegendruck aufgebaut bzw. erhalten wird und daß vor allem beim Wechseln der Einspritzdüse bzw. des Düsenhalters ein Leerlaufen des Innenraumes des Balgelementes verhindert wird.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Messen der Einspritzmengen von Einspritzpumpen (11) für Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzdüse (13) und einer von letzterer beaufschlagten Volumenmeßeinrichtung (18), wobei zwischen Volumenmeßeinrichtung (18) und Einspritzdüse (13) eine Spritzdämpfungseinrichtung (15) angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spritzdämpfungseinrichtung (15) einen längselasti­ schen Auffanghohlkörper (27), ein mit diesem zusammenwirkendes Fe­ derelement (50) sowie eine ausgangsseitige Drosseleinrichtung (48) enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der längselastische Auffanghohlkörper (27) ein Metallbalg ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosseleinrichtung (48) ein Druckhalteventil (40) vorgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckhalteventil (40) im Inneren des längselastischen Auffanghohl­ körpers (27) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der längselastische Auffanghohlkörper (27) an einer Stirnseite in einem Gehäuse (20) ortsfest fixiert ist.