B E S C H R E I B U N G

Die Erfindung betrifft eine Hydropulsvorrichtung mit einer ein Hydrau- likfluid fördernden Pumpe zur Prüfung und/oder Erprobung von im realen Betrieb wechselnden Belastungen unterliegenden Komponen¬ ten sowie ein entsprechendes Verfahren.

Eine solche Hydropulsvorrichtung wird beispielsweise zur Prüfung und/oder Erprobung von Fahrzeugen eingesetzt. Dabei weist die Hydropulsvorrichtung entsprechend der Räderzahl des Fahrzeugs Hydraulikzylinder auf, die jeweils einzeln steuerbar von einer Pumpe mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden. Die Hydraulikzylinder wirken auf die Radaufhängungen des Fahrzeugs ein. Somit kann ein realer Fahrbetrieb des Fahrzeugs an einem Prüfstand simuliert werden und es können beispielsweise Untersuchungen zur Verwindungssteifigkeit der Karosserie durchgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydropulsvorrichtung bereitzustellen und ein Verfahren anzugeben, die/das zur Untersu¬ chung von Komponenten, insbesondere Bauteilen einer Brennkraft¬ maschine, geeignet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das von der Pumpe aus einem Tank geförderte Hydraulikfluid einer Steuereinrichtung zur Er¬ zeugung eines einstellbaren Systemdrucks zugeführt wird, von der das Hydraulikfluid über eine Verteileinrichtung zu der Komponente weitergeleitet wird, und dass die Komponente direkt von dem Hydrau- likfluid druckbeaufschlagt wird. Die Bereitstellung eines einstellbaren Systemdrucks ermöglicht das Eingehen auf unterschiedliche Anforde¬ rungsprofile bezüglich der Druckbeaufschlagung bei der Prüfung be¬ ziehungsweise Erprobung. Der Systemdruck soll zudem konstant be- ziehungsweise geglättet sein, um das Gesamtsystem zumindest bis zu der Verteileinrichtung vor bei dem Druckaufbau entstehenden Druckspitzen zu schützen. Die Glättung kann beispielsweise mit Druckspeicherblasen erreicht werden. In das Gesamtsystem sind weiterhin Komponenten zur Drucküberwachung, Temperaturüberwa- chung, zur Reinigung des Hydraulikfluids (Filtereinheiten) und zur Kühlung eingeschaltet. Die Verteileinrichtung kann so ausgebildet sein, dass eine parallele oder aufeinanderfolgende Druckbeaufschla¬ gung von den Komponenten möglich ist. Das entsprechende Verfah¬ ren sieht die Anwendung an den Zylindereinheiten einer Brennkraft- maschine vor, indem die Brennräume der Zylindereinheiten mit von der Hydropulsvorrichtung erzeugtem und verteiltem Hydraulikfluid direkt druckbeaufschlagt werden. Selbstverständlich können im Rah¬ men der Erfindung auch alle anderen Komponenten einer Brenn¬ kraftmaschine, beispielsweise Wärmetauscher, und auch Kompo- nenten anderer Gegenstände mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erprobt werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung ein magnet¬ ventilgesteuertes Absteuerventil. Dabei ist in die Steuereinrichtung eine Überwachungseinrichtung eingefügt, die den Systemdruck über¬ wacht und bei einer unzulässigen Veränderung eine Notabschaltung des Systems bewirkt. Von der Pumpe wird beispielsweise ein Primär¬ druck von 300 bar erzeugt, der von dem Absteuerventil, beispiels¬ weise im Bereich von 5 bar bis 300 bar, regelbar ist.

Das Hydraulikfluid wird dann mit dem entsprechend eingestellten Systemdruck von der Verteileinrichtung, die in weiterer Ausgestaltung ein Drehkolbenverteiler ist, der wiederum in weiterer Ausgestaltung elektrisch angetrieben und aus hydraulischen Gründen drehzahlre¬ gelbar ist, direkt den Komponenten zugeführt. Der Drehkolbenvertei¬ ler weist mehrere Ausgänge zum Anschluss von Druckleitungen auf, wobei die Anzahl der Ausgänge zumindest der Anzahl der maximal zu prüfenden Komponenten entspricht. Bei einer sechszylindrigen Brennkraftmaschine mit zu prüfenden Zylindereinheiten sind also mindestens sechs Ausgänge vorhanden. Vorzugsweise weist der Drehkolbenverteiler aber weitere Ausgänge auf, die bei Nicht- gebrauch verschlossen werden. Die Ausgänge sind so im Bezug zu dem Drehkolben angeordnet, dass entsprechend der Drehbewegung des Drehkolbens nacheinander Hydraulikfluid in die Ausgänge gelei¬ tet wird. Durch die entsprechende Zuordnung der Druckleitungen zu den Zylindereinheiten können diese entsprechend der normalen Zündfolge druckbeaufschlagt werden.

In Weiterbildung der Erfindung sind in jede Druckleitung ein Regel¬ ventil und ein Druckaufnehmer zur Druckermittlung und Drucküber¬ wachung eingeschaltet. Wenn die zu prüfenden Komponenten - wie ausgeführt - beispielsweise die Zylindereinheiten der Brennkraftma- schine mit dem Kurbelgehäuse, den Kolben, den Pleueln und dem Zylinderkopf sind, können mit dem Regelventil sich bei der Prüfung ergebende Druckabweichungen in den einzelnen Zylindereinheiten ausgeglichen werden. Diese Druckabweichungen können beispiels¬ weise durch ein unterschiedliches Dichtverhalten der Kolben mit den entsprechenden Kolbenringen verursacht sein. Der Prüfdruck ent¬ spricht insbesondere dem Zünddruck, der im realen Betrieb bei der Zündung des Kraftstoffs bzw. des Kraftstoff-Luft-Gemischs auftritt. Da die Zündung beim realen Betrieb der Brennkraftmaschine im Bereich des Zünd-OTs erfolgt, werden alle Kolben der zu untersuchenden Brennkraftmaschine in der OT-Stellung montiert. Diese Montage kann derart erfolgen, dass spezielle Kurbelwellen oder Kurbelwellenab¬ schnitte verwendet werden, die eine Kröpfung aufweisen, die alle Kolben einer Brennkraftmaschine in der OT-Stellung halten. Bevor- zugt werden aber Kurbelwellenabschnitte für den Versuch verwendet, die keine Kröpfungen aufweisen. Der erforderliche Längenausgleich zur Positionierung des Kolbens in der OT-Stellung erfolgt entweder durch längere Pleuel oder wiederum bevorzugt durch entsprechend ausgebildete Kolben, bei denen beispielsweise das Bolzenauge ent¬ sprechend versetzt ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass die auch im realen Betrieb verbauten Pleuel geprüft werden können und durch den Einsatz der Kurbelwellenabschnitte auch die unterschiedli¬ chen Belastungen der Kurbelwellenhauptlager ermittelt werden können.

In weiterer Ausgestaltung wird das Hydraulikfluid über eine Einspritz¬ düsenöffnung und/oder eine Zünderkerzenöffnung in dem Zylinder¬ kopf in den Brennraum der Zylindereinheit eingeführt. An dem Zylin- derkopf brauchen daher keine zusätzlichen Öffnungen angebracht werden und es kann gleichzeitig der entsprechend modifizierte Ein¬ spritzventilhalter mitsamt der Befestigung (oder entsprechend die modifizierte Zünderkerze) geprüft werden. Der Druckaufnehmer ist an dem modifizierten Einspritzverstellhalter, beispielsweise in Form einer DMS-Messeinrichtung, angebracht. Die Druckmessung erfolgt somit nahe am Brennraum und Vergleiche mit im Brennraum aufgenomme¬ nen, tatsächlichen Verbrennungsvorgängen sind möglich.

Erprobt wird mit dieser Hydropulsvorrichtung die Haltbarkeit, insbe- sondere die Dauerhaltbarkeit der einzelnen Teile, also Kurbelge¬ häuse, Zylinderkopf, Pleuel usw. der Brennkraftmaschine. Genauso können die im realen Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden Belastungen der Brennkraftmaschine an beliebigen Stellen, bei¬ spielsweise durch Drucksensoren, ermittelt werden. Ein besonderer Vorteil dieser Hydropulsvorrichtung ist es, dass auch mit höheren Drücken als den auftretenden Zünddrücken geprüft werden kann. Damit kann das Prüfverfahren verkürzt werden oder aber extreme Belastungen der Brennkraftmaschine simuliert werden. Die Prüfungen beispielsweise zur Dauerhaltbarkeit werden vorzugsweise immer nach gleichen Ablaufvorgaben durchgeführt. Dies ermöglicht eine mit anderen Prüfungen vergleichbare Auswertung der EDV-mäßig er- fassten Prüfergebnisse. Ein spezielles Auswerteprogramm ermöglicht die Erstellung einer Wöhler-Kurve, die so angelegt ist, dass eine Dauerhaltbarkeit auf Basis einer 50 % Überlebenswahrscheinlichkeit als Ergebnis anfällt. Weitere statistische Auswertemethoden erlauben eine Aussage über die Haltbarkeitsstreuung der geprüften Kompo¬ nenten.