Titel

Verfahren zur Prüfung eines Injektors

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung eines Injektors mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Prüfen eines Injektors mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 10.

Stand der Technik

Aus der EP 2593661 A1 ist ein Prüfstand zum Prüfen eines Fluidinjektors bekannt. Der Prüf stand hat eine Fluidpumpen-Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme einer Fluidpumpe; eine Flu- idinjektor-Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines Fluidinjektors; eine Fluidleitung, welche die Fluidpumpen-Aufnahmevorrichtung hydraulisch mit der Fluidinjektor-Aufnahmevorrich- tung verbindet und im Betrieb einen Fluidstrom von der Fluidpumpe zum Fluidinjektor ermög licht; einen geschlossenen Kühlkreis, durch den im Betrieb ein Kühlmittel zirkuliert; und einen ersten Wärmetauscher, der so ausgebildet und in der Fluidleitung angeordnet ist, dass er im Betrieb von dem Fluidstrom und dem Kühlmittelstrom derart durchströmt wird, dass eine Wärmeübertragung zwischen dem Fluidstrom und dem Kühlmittelstrom möglich ist.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung ei nes Injektors mit zwei elektrisch angesteuerten Stellgliedern bereitzustellen, welche eine geringe Kühlung benötigt. Herkömmliche Prüfverfahren benötigen einen hohen

Energieaufwand, da das Prüffluid ständig zwischen Vorratsbehälter und Injektor hin und her transportiert wird. Die nicht benötigte Menge an Prüffluid wird über das Druck regelventil zurück in den Vorratsbehälter geführt. Beim Entspannen des Prüffluids am Druckregelventil auf Umgebungsdruck entsteht viel Wärme, so dass sich das Prüffluid sehr schnell erwärmt. Eine Vorrichtung zum Prüfen eines Injektors benötigt aus diesem Grund meist einen gesonderten Kühlkreis, welcher durch das erfinderische Verfahren und die erfinderische Vorrichtung kleiner ausgelegt werden kann oder auf welchen voll ständig verzichtet werden kann. Die Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 ermöglicht eine Prüfung des In jektors bei der die Menge an geförderten Prüffluid reduziert wird. Es wird nur die Menge an Prüffluid in den Speicher gefördert, welche zur Prüfung des Injektors benö tigt wird, sowie eine kleine Reservemenge. Hierdurch wird der Energieverbrauch bei der Prüfung des Injektors reduziert.

Das erfinderische Verfahren umfasst die folgenden Phasen oder Verfahrensschritte:

1.) eine Konditionierungsphase (100), in welcher die Durchflussmenge der zwei elektri sche angesteuerten Stellglieder (21 ,22) verändert wird, um eine für die Prüfphase opti male Durchflussmenge der zwei elektrisch angesteuerten Stellglieder (21 ,22) bei ei nem vorgegebenen Solldruck im Fluidspeichers (17) zu finden,

2.) eine Prüfphase (200), bei der zur Prüfung des Injektors (23) die benötigte Fluid menge alleine über die Veränderung der Durchflussmenge des ersten oder zweiten Stellgliedes (21 ,22) angepasst wird.

Es ist von Vorteil, wenn in der Konditionierungsphase die Durchflussmenge des ersten Stellgliedes anfänglich möglichst groß ist und dann kontinuierlich reduziert wird, wäh rend über das Druckregelventil Prüffluid bei Bedarf in den Vorratsbehälter abgesteuert wird, um den Solldruck im Speicher aufrechtzuerhalten, da auf diese Weise alle Be triebszustände von einer maximalen Menge an Prüffluid die in den Vorratsbehälter zu rückgeführt wird bis zur gesuchten minimalen Menge (Zielwert) bewertet werden.

Die Konditionierungsphase wird auf vorteilhafte Weise beendet, wenn der Zielwert er reicht ist, da bei einer weiteren Reduzierung der Durchflussmenge des ersten Stellglie des dem Injektor während der Prüfphase nichtmehr genug Prüffluid bzw. das Prüffluid mit einem zu geringen Druck zugeführt würde. Der Zielwert ist erreicht, wenn bei einer weiteren Reduzierung der Durchflussmenge durch das erste Stellgliede der Solldruck im Speicher nichtmehr aufrechterhalten werden kann.

Es ist von Vorteil, dass das Verfahren sowohl auf ein erstes Stellglied, welches als elektrisch ansteuerbare Pumpe oder als regelbares Ventil, welches eingangsseitig der Hochdruckpumpe angeordnet ist, angewendet werden kann, da sowohl bei der elektrisch ansteuerbaren Pumpe durch eine Veränderung der Fördermenge, als auch beim regelbaren Ventil über eine Veränderung des Öffnungsquerschnittes, die Durch- flussmenge verändert werden kann. Die Durchflussmenge der elektrisch ansteuerba ren Pumpe wird reduziert, indem die Fördermenge der elektrisch ansteuerbaren Pumpe durch eine Reduzierung der Pumpendrehzahl angepasst wird.

Es ist von Vorteil, wenn in der Prüfphase das Druckregelventil nahezu geschlossen ist oder nur leicht geöffnet ist, so dass dem Hochdruckspeicher nur eine geringfügig grö ßere Menge an Prüffluid zugeführt wird als von dem mindestens einen Injektor benötigt wird, da auf diese Weise der Wärmeeintrag in das Prüffluid des Vorratsbehälters redu ziert wird.

Es ist vorteilhaft, dass die Prüfphase beendet wird, wenn eine signifikante Druck schwankung im Speicher auftritt, da dies auf eine Veränderung der Randbedingungen z.B. eine Veränderung der Durchflussmenge des Injektors aufgrund eines Defektes hinweist.

Ausführungsbeispiele

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Vorrichtung zum Prüfen eines Injektors in einer schematischen Darstel lung,

Figur 2 ein Flussablaufdiagramm des erfinderischen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Figur 3 ein Flussablaufdiagramm der Konditionierungsphase des erfinderischen Ver fahrens.

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zum Prüfen eines In jektors 23 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wichtigen Bauteile der Vorrichtung 10 dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist einen Vorratsbehälter 12 für ein Prüffluid auf. Das Prüffluid wird durch eine Förderpumpe 14 und eine der Förderpumpe 14 nachgeschaltete Hoch druckpumpe 16 auf einen hohen Druck verdichtete und einen Speicher 17 zugeführt.

Der Speicher 17 ist mit mindestens einem zu prüfenden Injektor 23 verbunden. Nicht benötigtes Prüffluid wird über eine erste Rücklaufleitung 33 erneut dem Tank 12 zuge führt.

Die Vorrichtung 10 weist zwei elektrisch angesteuerte Stellglieder 21 , 22 auf, wobei ein erstes Stellglied 21 zwischen Vorratsbehälter 12 und Hochdruckpumpe 16 angeordnet ist. Das erste Stellglied 21 ist dazu ausgebildet die Durchflussmenge an Prüffluid, wel che zur Hochdruckpumpe 16 strömt zu variieren.

Das zweite Stellglied 22 ist als Druckregelventil 20 ausgebildet. Durch das Druckregel ventil 20 kann der Druck im Speicher 17 verändert werden. Das Druckregelventil 20 weist einen variablen Öffnungsquerschnitt auf, so dass die Durchflussmenge durch das Druckregelventil 20 variiert werden kann. Bei einem größeren Öffnungsquerschnitt steigt die Durchflussmenge und der Druckabfall im Speicher 17 ist größer.

Das Prüffluid, welches durch das Druckregelventil 20 aus dem Speicher 17 abgesteu ert wird, gelangt durch eine zweite Rücklaufleitung 32 in den Vorratsbehälter 12.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann das erste Stellglied 21 als elektrisch ansteuerbare Pumpe 14 ausgebildet sein. Abhängig von der Ansteuerung der elektrisch ansteuerbaren Pumpe 14 kann die Durchflussmenge des Prüffluids durch das erste Stellglied 21 bzw. durch die Förderpumpe 14 verändert werden. Eine Reduzierung der Durchflussmenge der elektrisch ansteuerbaren Pumpe 14 erfolgt, in dem die Fördermenge durch eine Reduzierung der Pumpendrehzahl der elektrisch an steuerbaren Pumpe 14 angepasst wird.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Stellglied 21 als re gelbares Ventils 15, welches eingangsseitig der Hochdruckpumpe 16 angeordnet ist, ausgebildet. Durch eine Veränderung des Öffnungsquerschnittes des regelbaren Ven tils 15 wird die Durchflussmenge verändert, so dass mehr oder weniger Prüffluid zur Hochdruckpumpe 16 strömt. Überschüssiges Prüffluid wird durch eine Absteuerleitung 31 in den Vorratsbehälter 12 abgesteuert.

Figur 2 zeigt ein Flussablaufdiagramm, welches das erfindungsgemäße Verfahren be schreibt. Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Prüfung eines Injektors 23 im Hinblick auf einen möglichen Defekt.

Das Verfahren weist die folgenden Phasen bzw. Verfahrensschritte auf:

In einem ersten Verfahrensschritt 100 findet eine Konditionierungsphase 100 statt. In nerhalb der Konditionierungsphase 100 wird die Durchflussmenge der zwei elektrisch angesteuerten Stellglieder 21 ,22 verändert, um eine für die Prüfphase optimale Durch flussmenge der zwei elektrisch angesteuerten Stellglieder 21 ,22 bei einem vorgegebe nen Solldruck im Fluidspeicher 17 zu erreichen.

In einem zweiten Verfahrensschritt 200 findet eine Prüfphase 200 statt. Innerhalb der Prüfphase 200 wird die benötigte Fluidmenge alleine über die Veränderung der Durch flussmenge des zweiten Stellgliedes 22 angepasst.

Figur 3 zeigt ein Flussablaufdiagramm, welches die Konditionierungsphase 100 im De tail beschreibt.

Im Verfahrensschritt 101 wird die Durchflussmenge des ersten Stellgliedes 21 mög lichst groß, insbesondere maximal, eingestellt. Das Druckregelventil 20 wird dabei so eingestellt, dass sich der gewünschte Solldruck im Speicher 17 einstellt und dabei überschüssiges Prüffluid in den Vorratsbehälter 12 abgesteuert wird. Die in den Vor ratsbehälter 12 abgesteuerte Menge an Prüffluid ist hier besonders hoch.

Im Verfahrensschritt 102 wird die Durchflussmenge des ersten Stellgliedes 21 um ei nen vorgegebenen Wert reduziert. Dieser Wert kann durch eine Absenkung oder An hebung des Steuerstromes des ersten Stellgliedes 21 bewirkt werden. Hierbei kann der Steuerstrom in Schritten von ~1-2% angehoben bzw. abgesenkt werden.

Im Verfahrensschritt 103 wird das Druckregelventil 20 im Hinblick auf die neue Durch flussmenge so angepasst, dass sich im Speicher 17 wieder der gewünschte Solldruck einstellt. Hierbei wird die Durchflussmenge durch das Druckregelventil 20 solange re duziert bis sich der gewünschte Solldruck einstellt.

Im Verfahrensschritt 104 wird überprüft, ob die Durchflussmenge des ersten Stellglie des 21 einen Zielwert erreicht hat. Der Zielwert im Verfahrensschritt 104 ist erreicht, wenn das Druckregelventil 20 nahezu geschlossen ist und bei einer weiteren Reduzie rung der Durchflussmenge durch das erste Stellglied 21 der Solldruck im Speicher 17 nichtmehr aufrechterhalten werden kann.

Ist der Zielwert im Verfahrensschritt 104 nicht erreicht, wird erneut zum Verfahrens schritt 102 gegangen und die die Durchflussmenge des ersten Stellgliedes 21 weiter reduziert. Es folgen die Verfahrensschritte 103 und 104 wie oben beschrieben.

Ist der Zielwert im Verfahrensschritt 104 erreicht, wird zum Verfahrensschritt 105 ge gangen. Im Verfahrensschritt 105 wird die Durchflussmenge des ersten Stellgliedes 21 wieder geringfügig, insbesondere um 1-3 Prozent, erhöht und die Konditionierungs phase 100 beendet.

Nach der Konditionierungsphase 100 folgt die Prüfphase 200, in der der Injektor 23 un tersucht wird. In der Prüfphase wird die benötigte Fluidmenge alleine über eine Verän derung des ersten oder zweiten Stellgliedes 21 ,22 angepasst. Das jeweils andere Stellglied 21 ,22 verändert dabei nicht den jeweiligen Öffnungsquerschnitt bzw. die Durchflussmenge.

Auf diese Weise kann der Rückfluss von Prüffluid in den Vorratsbehälter 12 reduziert werden. Dies bewirkt das das Kühlsystem der Vorrichtung 10 geringer ausgelegt wer den kann. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 wird vollständig auf eine Küh lung mit einem flüssigen Kühlmittel verzichtet und nur eine Luft-Fluid-Kühlung, insbe sondere in der ersten und/oder zweiten Rücklaufleitung 32, eingesetzt.

Die Prüfphase 200 wird abgebrochen, wenn eine signifikante Druckschwankung oder Druckveränderung im Speicher 17 auftritt, da diese auf einen Defekt des Injektors 23 oder eine Veränderung der Prüfbedingungen hinweist. In diesem Fall kehrt der Ablauf zurück in die Konditionierungsphase 100, tritt dies innerhalb eines Prüfschrittes wieder holt auf wird die Prüfung mit entsprechender Fehlermeldung abgebrochen. Die Prüfphase 200 wird beendet, wenn der Injektor in allen Prüfpunkten geprüft wurde.