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Einrichtung und Verfahren zum Prüfen von Brennstoffeinspritzpumpen
mit Entlastungs-Druckventil Es sind Einrichtungen und Verfahren zum Prüfen von Brennstoffeinspritzpumpen
bekannt, bei welchen die während einer bestimmten Anzahl von Hüben von den einzelnen
Pumpenelementen geförderten Brennstoffmengen gemessen werden.
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Es ist nun aber auch erforderlich, um die einwandfreie Funktion der
Einspritzpumpe zu kontrollieren, den Förderbeginn zu prüfen, um festzustellen, ob
alle Elemente ihre Förderung bei der entsprechenden Winkelstellung der Kurbelwelle
beginnen. Zur Prüfung des Förderbeginns wird der Saugseite der Einspritzpumpe Prüföl
unter Druck zugeführt und der Pumpenkolben zunächst in eine Stellung gebracht, welche
den Durchfluß desselben freigibt. Die Winkelstellung der Einspritzpumpe, bei welcher
dieser Durchfluß durch den sich hochbewegenden Pumpenkolben gerade unterbrochen
wird, wird registriert. Um nun bei dieser Prüfung die Druckventilverschraubungen
nicht abnehmen zu müssen, wurde bereits vorgeschlagen, der Saugseite der zu prüfenden
Einspritzpumpe den Brennstoff unter einem den Öffnungsdruck der Druckventile überwiegenden
Druck zuzuführen, so daß dann bei montiertem Druckventil der Förderbeginn durch
Beobachtung des Austrittes des Brennstoffes aus der Druckventilverschraubung bzw.
aus einer an diese angesetzten Leitung festgestellt werden kann. Bei einer bekannten
Vorrichtung zur Prüfung des Förderbeginnes von Einspritzpumpen wird der Förderbeginn
durch den einsetzenden Brennstoffaustritt angezeigt. Diese Vorrichtung besteht aus
einem auf den Brennstoffleitungsanschluß der Ventilverschraubung aufgesetzten Zylinder,
in welchem ein Kolben von wesentlich geringerem Querschnitt als der Pumpenkolben
geführt ist. Da hierbei einem kleinen Hub des Pumpenkolbens ein wesentlich größerer
Hub des kleinen Prüfkolbens entspricht, wird auf diese Weise der Förderbeginn genau
erkennbar gemacht. Eine andere bekannte Vorrichtung verwendet einen langen Stift,
der in die Auslaßöffnung der Einspritzpumpe gesteckt und an seinem inneren Ende
mit dem Ventilkegel durch Einschrauben verbunden wird. Das äußere Ende des Stiftes
ist als Gewindespindel ausgebildet und mit einem Drehknopf versehen. Durch Drehen
einer auf der Gewindespindel sitzenden Rändelmutter, die sich an einem Prüfrohr
abstützt, kann der Ventilkegel gegen den Federdrück so weit vom Sitz abgehoben werden,
daß Brennstoff durch das Prüfrohr austritt. Wenn dann der Pumpenkolben beim Förderhub
die Eintrittsöffnung des Zylinders abschließt, hört der Brennstoffaustritt auf,
wodurch der Förderbeginn der Pumpe angezeigt ist. Bei gewöhnlichen Druckventilen,
welche sofort bei ihrer Öffnung den Durchfluß des Brennstoffes freigeben, genügt
diese Art der Prüfung. Um nun aber nach Beendigung der Einspritzung die Einspritzleistung
zu entlasten und auf diese Weise ein Nachtropfen an der Düse zu verhindern, werden
häufig sogenannte druckentlastende Druckventile vorgesehen. Solche druckentlastende
Druckventile geben den Brennstoffdurchfluß in die Einspritzleitungen erst nach einem
vorbestimmten Öffnungshub frei, so daß sie bei Ende der Einspritzung, wenn sie sich
wieder auf ihren Sitz aufsetzen, ein entsprechendes Brennstoffvolumen aus der betreffenden
Einspritzleitung zurücksaugen und auf diese Weise eine Druckentlastung in der an
sich elastischen Einspritzleitung herstellen, durch welche ein Nachtropfen des Brennstoffes
an der Düse verhindert wird. Wen nun bei Einspritzpumpen mit solchen druckentlastenden
Druckventilen der Förderbeginn in der beschriebenen Weise geprüft wird, indem der
Saugseite der Pumpe Brennstoff unter einem den Öffnungsdruck der Druckventile überwiegenden
Druck zugeführt und die Pumpenwelle langsam verdreht wird, so wird dadurch, daß
die Druckventile den Brennstoffdurchfluß erst nach einem vorbestimmten Öffnungshub
freigeben, das Prüfergebnis verzerrt bzw. unexakt und gibt vor allem keinen Aufschluß
darüber, wie groß der Öffnungshub des Druckventils, bei welchem der Brennstoffdurchfluß
freigegeben wird, tatsächlich ist. Am Prüfstand beginnt nämlich der Ausfluß des
Prüföles aus dem Druckventil unabhängig vom Zustand desselben bei derjenigen Stellung
der Pumpenwelle, bei welcher der
Kolben die entsprechende Saugbohrung
freigibt, während im Betrieb der Förderbeginn nach Maßgabe des Entlastungshubes
des Ventils verzögert wird.
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Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung und ein Verfahren
zum Prüfen von Brennstoffeinspritzpumpen mit Entlastungs-Druckventil, das den Brennstoffdurchgang
zur Einspritzleitung erst nach einem vorbestimmten Öffnungshub freigibt, zu schaffen,
und die erfindungsgemäße Einrichtung ist gekennzeichnet durch einen mit dem Ventilglied
zusammenwirkenden und den der Druckentlastung entsprechenden Öffnungshub des Druckventils
anzeigenden Fühler. Es kann nun bei der Prüfung der Beginn des Brennstoffaustrittes
aus den Druckventilen beobachtet werden, und der Fühler zeigt den Ventilhub an,
bei welchem der Brenstoffdurchfluß freigegeben wird. Sobald die Saugbohrung der
Pumpenkolbenbüchse vom Kolben überschliffen und freigegeben wird, hebt der den Öffnungsdruck
des Druckventils überwiegende Brennstoffdruck im Arbeitsraum des Pumpenkolbens das
Druckventil an. Wenn dann das Druckventil einen solchen Öffnungshub ausgeführt hat,
daß es den Brennstoffdurchfluß freigibt, wobei die Pumpenwelle nicht mehr weiter
verdreht werden muß, fließt der Brennstoff kontinuierlich aus, wobei dieser Öffnungshub
durch den Fühler festgestellt werden kann. Die Erfindung ermöglicht somit gleichzeitig
den Verdrehwinkel der Pumpenwelle, bei welchem die Saugbohrungen überschliffen werden,
zu bestimmen und auch den Öffnungshub des Druckventils festzustellen, bei welchem
der Brennstoffdurchfluß freigegeben wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Fühler
als den Ventilhub begrenzender Anschlag ausgeführt. Dieser Anschlag kann nun, während
der Arbeitsraum des Pumpenkolbens unter dem den Öffnungsdruck des Druckventils überwiegenden
Brennstoffdruck steht, so lange verstellt werden, bis der Brennstoffdurchlaß beginnt,
und diese Stellung des Anschlages zeigt dann den tatsächlichen Öffnungshub des Druckventils
an, welchen dieses zurücklegen muß, bevor es den Brennstoffdurchtritt freigibt.
Zweckmäßig ist dieser Anschlag stufenlos verstellbar, so daß er die genaue Messung
des Öffnungshubes bis zur Freigabe des Brennstoffdurchtrittes ermöglicht.
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Bei den meisten solchen Einspritzpumpen mit druckentlastenden Ventilen
weisen die Druckventilverschraubungen derselben einen axialen, unmittelbar zum Ventilglied
führenden Kanal auf. Für die Prüfung solcher Einspritzpumpen ist der Fühler bei
der einfachsten Ausführungsform der Erfindung von einem die Mikrometerschraube verlängernden
Stift gebildet, welcher mit dem Ventilglied zusammenwirkt. In allen Fällen ist naturgemäß
unter Ventilglied der bewegliche Teil des Druckventils, unabhängig von seiner Form,
zu verstehen.
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Die Prüfung kann in einfachster Weise dadurch erfolgen, daß die Prüfeinrichtung
auf die Ventilverschraubung bei abgenommenem Einspritzleitungsanschluß aufgesetzt
wird. Hierbei ist erfindungsgemäß die Prüfeinrichtung von einem auf das Gewinde
für die Anschlußverschraubung der Einspritzleitung der Ventilverschraubung aufschraubbaren
Gehäuse gebildet, welches Fühler und Meßeinrichtung sowie eine Überlauföffnung für
den Brennstoff aufweist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Prüfen von Brennstoffeinspritzpumpen
ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß dem Arbeitsraum des Einspritzkolbens
bei aufgesteuerter Saugöffnung Brennstoff unter einem den Öffnungsdruck des Druckventils
überwiegenden Druck zugeführt und der Öffnungshub des Druckventilgliedes, bei welchem
der Brennstoffaustritt beginnt, gemessen wird. Hierbei wird erfindungsgemäß das
Druckventilglied entgegen dem Brennstoffdruck im Arbeitsraum des Pumpenkolbens niedergehalten
und der Öffnungshub des Druckventilgliedes nach und nach freigegeben, wobei die
Hubstellung des Ventilgliedes, bei welcher der Brennstoffaustritt beginnt, registriert
wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
schematisch veranschaulicht. Fig. 1 zeigt eine zu prüfende Einspritzpumpe, wobei
jedoch vom Prüfstand lediglich die Prüfpumpe dargestellt ist; Fig. 2 zeigt eine
auf eine Ventilverschraubung der zu prüfenden Einspritzpumpe aufgesetzte Prüfeinrichtung
in größerem Maßstab; Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer Prüfeinrichtung;
Fig.4 und 5 zeigen ein Detail nach Fig. 3, wobei Fig. 5 einen Schnitt nach Linie
V-V der Fig. 3 und Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 5 darstellt.
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Bei der Prüfung wird der zu prüfenden Einspritzpumpe 1 Brennstoff
oder ein besonderes Prüföl, welches den Brennstoff ersetzen kann, unter einem den
Öffnungsdruck der Druckventile überwiegenden Druck zugeführt. Die Püfpumpe, welche
den Brennstoff bzw. die Prüfflüssigkeit liefert, ist mit 2 bezeichnet und über eine
Leitung 3 an den Sauganschluß 4 der Einspritzpumpe 1 angeschlossen. Bei der Prüfung
wird nun die Pumpenwelle 5 so lange durchgedreht, bis die Saugbohrung 7 vom Pumpenkolben
8 freigegeben ist. Der Arbeitsraum 9 des Pumpenkolbens 8 wird daher durch die Prüfpumpe
2 unter einen Flüssigkeitsdruck gesetzt, welcher den Öffnungsdruck des Druckventils
überwiegt. Der Ventilkegel 10 des Druckventils sitzt unter dem Druck einer Feder
11 auf dem Ventilsitz 12 auf und wird durch den Flüssigkeitsdruck im Arbeitsraum
9 angehoben.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Einspritzpumpe handelt es sich
um eine druckentlastende Einspritzpumpe, und das Druckventil soll daher erst nach
einem vorbestimmten Öffnungshub den Brennstoffdurchfluß freigeben. Zur Erreichung
dieses Effektes weist der Ventilkegel 10 einen zylindrischen Teil 13 auf, welcher
in einer Zylinderbohrung 14 des Ventilgehäuses 15 geführt ist. Erst nach einem Öffnungshub
a überschleift die Kante 16 des Ventilkegels 10 eine Bohrung 17 des Ventilgehäuses
15 und gibt den Brennstoffdurchfluß über einen zentralen Kanal 18 der Ventilverschraubung
19 zu der Einspritzleitung frei, welche im Betrieb auf das Gewinde 20 der Ventilverschraubung
19 aufgeschraubt ist.
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Bei der Prüfung wird nun eine aus einem Gehäuse 21 bestehende Prüfeinrichtung
auf das Gewinde 20. der Ventilverschraubung 19 aufgeschraubt. In diesem Gehäuse
ist eine Mikrometerschraube 23 geführt, welche in üblicher Weise mit einem mit Skala
bzw. Noniusskala versehenen Griffkopf 24 ausgebildet ist. An diese Mikrometerschraube
23 ist ein Stift 25 angesetzt, welcher durch den zentralen Kanal 18 der Ventilverschraubung
19 hindurchragt und auf den Ventilkegel 10 wirkt. Entsprechend den Abmessungen des
Ventils ist der untere Teil 25' dieses Stiftes auf kleineren Durchmesser
abgesetzt.
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Die Prüfung erfolgt nun in der Weise, daß bei offener Saugbohrung
7, wenn der Arbeitsraum 9 unter
dem den Öffnungsdruck des Druckventils
überwiegenden Brennstoffdruck steht, die Mikrometerschraube 23, welche in der Ausgangsstellung
so tief eingestellt ist, daß der Stift 25, 25' an dem geschlossenen Ventilkegel
10 in Anlage ist, langsam hochgedreht wird. - Sobald der Brennstoffdurchtritt
durch das Ventil beginnt, was am Ausfluß des Brennstoffes aus dem an das Gehäuse
21 angeschlossenen Überlaufrohr 26 festgestellt werden kann, wird der Hub des Ventilkegels
10 an der Skaleneinteilung des Mikrometerschraubenkopfes 24 abgelesen, und es kann
auf diese Weise der Öffnungshub des Druckventils, bei welchem der Brennstoffdurchfluß
freigegeben wird, präzise festgestellt werden. Hierbei ermöglicht diese Einrichtung
naturgemäß auch die Feststellung, ob das Druckventil an sich in der geschlossenen
Stellung dicht schließt. Bei ordnungsgemäß funktionierendem Druckventil beginnt
der Brennstoffdurchfluß erst, wenn die Kante 16 des Ventilkegels 10 die Bohrung
17 freigibt. Wenn jedoch das Druckventil abgenutzt und daher zu erneuern ist, so
kann infolge einer Abnutzung der Kante 16 oder auch infolge eines undichten Sitzes
des zylindrischen Teiles 13 des Druckventilkegels 10 der Brennstoffdurchfluß bereits
bei einem geringeren Öffnungshub einsetzen, was mit der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung
ohne weiteres festgestellt werden kann.
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Die Anordnung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Anordnung nach
F ig. 2 lediglich dadurch, daß an Stelle der Mikrometerschraube 23 eine Meßspindel
6 tritt, an die der Stift 25, 25' angesetzt ist. Im Kopf 22 dieser Meßspindel 6
ist eine den Anpreßdruck begrenzende Vorrichtung, beispielsweise eine Ratschenkupplung
eingebaut, die in Fig. 4 und 5 im Detail gezeigt ist. Der Kopf 22 der Meßspindel
6 besteht hierbei aus zwei konzentrischen Teilen 27 und 28, von denen der Teil 27
eine umlaufende Rille 29 trägt, die eine Anzahl, beispielsweise vier Rasten 30 aufweist,
die durch Bohrungen 31, 32 hergestellt sind. In die Rasten 30 rastet eine in einer
Bohrung 33 des Teiles 28 geführte Kugel 34 ein, welche durch eine Feder 35, die
sich gegen einen verstellbaren Anschlag 36 abstützt, gegen den Teil 27 gedrückt
wird. Durch Einstellung des von einer Schraube gebildeten Anschlages 36 kann der
auf den Ventilkegel 10 wirkende maximale Anpreßdruck beliebig eingestellt
werden.
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An den Kopf 22 der Meßspindel 6 liegt der Taster 37 einer Meßuhr 38
an, welche durch einen Halter 39 am Gehäuse 21 befestigt ist. Die Anordnung ist
hierbei so getroffen, daß der Halter 39 der Meßuhr 38 durch eine federnde Klemmung
derart am Gehäuse angebracht ist, daß die Meßuhr 38 ohne Schwierigkeit in die jeweils
gewünschte Sichtrichtung gedreht werden kann. Auch das Überlaufrohr 26 ist hier,
ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 2, unter Vermittlung eines Ringteiles 26'
angesetzt, um den austretenden Brennstoffstrahl in die gewünschte Richtung lenken
zu können.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist im Prinzip die gleiche wie nach
Fig. 2. Die Meßspindel 6 wird so weit eingeschraubt, bis ihr Stift 25, 25' den Ventilkegel
10 zum satten Anliegen bringt. Eine übermäßige Anpressung des Ventilkegels 10 wird
dabei durch die im Kopf 22 der Meßspindel 6 angebrachte Ratschenkupplung wirksam
verhindert. Nachdem man nun die Meßuhr 38 auf den Wert »Null« gestellt hat, schraubt
man die Meßspindel 6 so lange zurück, bis am überlaufrohr 26 Brennstoffautritt festgestellt
wird. Der Wert, den die Meßuhr 38 nunmehr anzeigt, ergibt präzise den Öffnungshub
des Druckventils.