DE3245148A1

DE3245148A1 - Method for determining the delivery characteristics of injection pumps for internal combustion engines and device for implementing the method

Info

Publication number: DE3245148A1
Application number: DE19823245148
Authority: DE
Inventors: Horst-Dieter Dipl.-Ing. 3300 Hondelage Erdmann; Alfred Prof. Dr.-Ing. 3305 Obersickte Urlaub
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1982-12-07
Publication date: 1984-06-07

Abstract

In order to improve the measuring accuracy and in particular to improve the degree of reproducibility of the measured value when determining, adjusting and monitoring the delivery quantities of injection pumps, the pump counterpressure necessary for a delivery measurement is produced by pressure reservoir. At the same time the test fluid delivered by the pump, is led, for example, into a pressure vessel filled solely with this test fluid and the increase in pressure which has occurred in the vessel as a result after a certain number of pump working cycles is determined as a measure of the working cycle delivery quantity.

Description

Verfahren und Vorrichtung für die Durchführung des Method and apparatus for performing the

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. Method for determining the quantity characteristics of injection pumps for internal combustion engines The invention relates to a method and the device to carry out the method for determining the quantity characteristics of injection pumps for internal combustion engines.

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.In the case of injection pumps for internal combustion engines, this must be ensured very tight manufacturing and setting tolerances are adhered to in order to ensure perfect engine operation will. To check compliance with these tolerances and for regular operational controls and test facilities are required to carry out maintenance work, with those of each high-pressure outlet of the pump at the various operating points e.g. along the full load line, in idle, at start etc. per work cycle Fuel quantities as precisely as possible and with the highest degree of reproducibility the measurement results can be determined.

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.In today's common injection pump test stands, this is done by test nozzles ejected volume of a test liquid mostly with the help of calibrated measuring glasses determined as follows: The electric motor-driven pump conveys the one supplied to it Test liquid to its individual high-pressure outlets and from there via injection lines to the test nozzles, which release a cross-section when the opening pressure is exceeded, from which the test liquid can escape. During the measuring process, the hosed down is Volume of liquid passed into calibrated measuring glasses. According to a specific, adjustable Number of delivery strokes, the delivery into the measuring glasses is interrupted. This in the measuring glasses The volume of liquid conveyed is read off Measuring glasses are emptied by turning them around and a new measurement can begin. That The volume of liquid delivered is then compared with target and tolerance values.

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.In order to be able to use the different sequence of measurements (e.g. different Emptying time and thus different residual amounts adhering to the measuring glass) and to eliminate differences in results caused by subjective reading errors, one also uses automated pump test stands, where e.g. the number of Pump work cycles are registered that are required to perform a specific, Fill up the measuring glass volume scanned by light barriers. With other procedures the volume measurement is traced back to an electronic distance measurement. All Today's pump testing facilities have in common that they are used to generate the necessary for the examination, including the back pressure influencing the leakage quantities Spring-loaded, connected to the high pressure outlet of the pump via an injection line Use test nozzle. But this is a very big disadvantage of these measuring devices, because the greatest differences in measured values can be caused by differences in the test nozzles (Geometry or flow behavior, compression spring characteristics, nozzle needle opening pressure) and in the injection lines (inner diameter, length, compressed connection nipple on the pump and on the nozzle).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei vollautomatisiertem Ablauf der Messungen diese Nachteile in bezug auf die Meßwertreproduzierbarkeit zu vermeiden.The object of the present invention is, with fully automated The course of the measurements has these disadvantages with regard to the reproducibility of the measured values to avoid.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß der Pumpengegendruck durch Druckspeicher erzeugt wird.According to the invention, the object is achieved in terms of the method by that the pump back pressure is generated by pressure accumulators.

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.In an exemplary embodiment, the device is for Carrying out the method according to the schematic drawing of FIG Measuring arrangement for a high-pressure pump outlet is shown, essentially from a container 1 filled with test liquid, which is connected via a high-pressure hose 2 with a high pressure outlet of the injection pump driven by the electric motor 3 4 and connected to the test liquid storage container 6 via a solenoid valve 5 and with a pressure sensor 7 - that is, for example, a piezoresistive absolute pressure sensor -equipped. A precision manometer can be attached to the container 1 to calibrate the pressure transducer 8 can be connected.

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.During a measuring process, the solenoid valve 5 is closed and the pump conveys the test liquid supplied to it via a filter 9 Check valve 10 in the container 1, wherein the pressure in this container increases.

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.This pressure value recorded by the pressure gauge 7 is sent to the control and output device 11 supplied. The control unit starts from a certain pressure p1 all subsequent pump revolutions registered by the pulse generator 12, d. H. the Counting pump work cycles. When a certain pressure p2 is reached, the The meter's control unit is stopped and when a specified maximum pressure is reached Pmax the solenoid valve 5 is open. At the same time, the short-circuit valve 13 opened and so interrupted the pump delivery into the measuring container. Thereupon the tank pressure drops, the rate of pressure drop being reduced by the Throttle 14 is limited. Since the pressures p1 and p2 are in the range of normal working pressures, so can be relatively high, the pressure drop when reaching a certain Minimum pressure Pein ended by closing the solenoid valve 5. Because of this limitation of the pressure drop is achieved that that required in the subsequent measurement processes Time to reach the initial pressure p1 is shortened accordingly. After manually or automatically made setting of a new operating point The next measurement is made on the pump (e.g. changed pump speed), see the schematic tank pressure curve in FIG. II - as a measure of the amount of fuel delivered per work cycle - the number of pump strokes, the pressure increase Ap = p2 - p1 optionally specified for the control unit is needed.

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.If the measurement is reversed, the pressure increase Ap can be determined, which occurs at a given number of work cycles. All Measurement results are registered or digitally by the control and output device 11 brought to the display. The measuring holder is also equipped with a safety pressure valve as overload protection J5 equipped.

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.Finally, in a known manner, the temperature sensor 16 measured temperature of the test liquid by the control unit 11 by appropriate Control of a heater or a cooler, which are not shown in Fig. I, set to a constant value.

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.Since the measuring method according to the invention, in contrast to the conventional, Processes using test nozzles are very insensitive to minor deviations in the geometry of the connecting line between the high pressure outlet of the pump and the counter-pressure generator, high-pressure hoses can easily be used here which may not be as dimensionally accurate as the usual injection lines, However, like these, they are not connected via easily squeezable sealing nipples have to.

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.In the event that a largely constant during the measuring process permanent back pressure would be desired, the measuring container could as in Fig. III shown schematically, with two chambers, which only have the small opening of one Riser pipe are connected to each other and of which the upper, larger with pressurized gas and the lower, smaller chamber is filled with test liquid. The during a certain number of work cycles from the pump to the The amount of liquid conveyed in the lower chamber would be here without a noticeable increase in pressure just raise the liquid level in the riser, with this change in height e.g. could be detected in a known manner with the help of light barriers. All The control processes described above would be carried out accordingly by the signals arranged light barriers triggered.

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.Finally, it is suggested that the already existing and only appropriately equipped control unit also for the automatic setting of the To use injection pump operating points to be checked in order to achieve a fully automated Realize the inspection process.

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Claims

Method for determining the quantity characteristic of injection pumps for internal combustion engines, characterized in that the at Injection pump counterpressure required for a flow rate measurement through pressure accumulator is produced.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the pressure accumulator is driven by one with that of the electric motor driven injection pump conveyed test liquid filled container formed and the one measured with a suitable pressure transducer during the pump delivery increasing tank pressure together with the number determined by a pulse generator of the pump revolutions represents the measure for the working cycle flow rate, whereby the Duration of the measuring process either through a control and output device specified value of the container pressure increase or by a corresponding specification the number of pump work cycles to be taken into account in the evaluation can be.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the pressure accumulator is formed by two chambers that only are connected to each other via the small opening of a riser pipe and of which the upper, larger chamber with compressed gas and the lower, smaller chamber with test liquid is filled, and that the pumped into the lower chamber by the injection pump Test liquid without any significant change in the tank pressure, only one increase of the liquid keitsspiegel causes in the riser and this during change in liquid level occurring after a certain number of pump revolutions represents the measure for the working cycle delivery rate.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the measured values from the control and output device are registered or digitally for display to be brought.

5. Device according to claims 2 and 4 or 3 and 4, characterized in that that after completion of a measuring process the test starting level for the container pressure or for the test liquid level in the riser pipe via the control unit through a corresponding Actuation of a liquid drain valve on the container and a short circuit valve after the injection pump is automatically adjusted to the preselected value.

6. Device according to claims 2, 4, 5 and 3, 4, 5, characterized in that that the connection between a high pressure outlet of the injection pump and a Pressure accumulator is made by a high pressure hose.

7. Device according to claims 2 and 4 to 6 or 3 and 4 to 6, characterized in that the control unit also performs the control functions for thermostatting the test liquid takes over.

8. Device according to claims 2 and 4 to 7 or 3 and 4 to 7, characterized in that the control device is also used for the automatic setting the injection pump operating points to be checked is used.