測量設備以及用於確定噴射閥洩漏的方法和設備的製作方法

2023-08-08 08:26:51 2

專利名稱：測量設備以及用於確定噴射閥洩漏的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及測量設備以及用於確定噴射閥洩漏的方法和設備，所述噴射閥包括噴射噴嘴、空腔、閥針和流體入口。
背景技術：
噴射閥廣泛地使用，尤其是用於內燃發動機，它們可以設置在內燃發動機中以便將流體配量到內燃發動機的進氣歧管中或者直接配量到內燃發動機的氣缸的燃燒室中。進入內燃發動機的燃燒室的流體的精確計量有助於減少來自於設置在車輛中的內燃發動機的有害排放物。用於內燃發動機的噴射閥還應當在操作期間且甚至在車輛關閉時防洩漏。進入燃料燃燒室的燃料的不受控點滴可引起烴排放物的顯著增加。在這方面，噴射閥通常在製造過程結束時被測試。

發明內容
本發明的目的是提供一種測量設備以及用於確定洩漏的方法和設備，從而有助於噴射閥的可靠測試。該目的通過獨立權利要求的特徵實現。本發明的有利實施例在從屬權利要求中給出。根據第一方面，本發明特點在於一種測量設備，包括第一腔室、第二腔室、和將第一腔室和第二腔室分開的隔膜。此外，所述測量設備包括在第一腔室的外壁中的凹口，所述凹口設計成將噴射閥不透流體地設置在該凹口中，從而噴射閥的噴射噴嘴通向第一腔室中。所述測量設備包括傳感器，所述傳感器設計和設置成獲取表示隔膜應變的第一測量變量。所述測量設備有助於非常精確地確定噴射閥的洩漏速率。有利地，藉助於這種測量設備可以確定非常低水平的洩漏。測量設備可以容易地整體形成到現有製造洩漏測試單元中。在測量階段期間，第一腔室和第二腔室優選用測試流體完全填充且測試流體被封裝在第一腔室和第二腔室中，從而沒有測試流體能夠從第一腔室和第二腔室洩漏。所述隔膜對於測試流體來說可以是可滲透的。所述隔膜可包括由不鏽鋼製成的薄壁，如片材。取決於要測量的洩漏水平，所述隔膜可包括其它材料，以便具有放大洩漏影響的其它參數。如果第一腔室中的第一壓力等於第二腔室中的第二壓力，那麼第一腔室的第一容積等於第一腔室的給定第一內部容積，且第二腔室的第二容積等於第二腔室的給定第二內部容積。如果在第一腔室和第二腔室之間存在壓力差，那麼第一容積和第二容積取決於所述壓力差。在有利實施例中，所述傳感器包括應變計。例如，所述應變計設置在第二腔室中隔膜處。所述應變計可設置在隔膜的中心處。所述應變計可以具有高靈敏度，從而能夠可靠地獲取隔膜的甚至微量變形。在其它有利實施例中，所述測量設備包括帶有第一閥的第一管線，取決於第一閥的設置，所述第一管線在第一腔室和第二腔室之間提供液壓連通。此外，所述測量設備包括帶有第二閥的第二管線，取決於第二閥的設置，所述第二管線提供離開第二腔室的測試流體流出。這種設置允許位於第一腔室中的測試流體和/或空氣或其它氣體能夠吹掃到第二腔室中，且位於第二腔室中的測試流體和/或空氣或其它氣體能夠吹掃出第二腔室。這可以允許對於測試階段用測試流體完全填充所述腔室。根據第二和第三方面，本發明特點在於一種確定噴射閥洩漏的方法和對應設備。所述噴射閥包括:噴射噴嘴；空腔；閥針，所述閥針能在空腔中移動，在關閉位置防止流體流出噴射噴嘴且在關閉位置之外允許流體流出噴射噴嘴；以及燃料入口，所述燃料入口液壓地聯接到所述空腔和流體供應單元，所述流體供應單元設計成以給定供應壓力將測試流體提供給燃料入口。所述噴射閥相對於根據第一方面的測量設備設置，使得噴射閥的噴射噴嘴通向第一腔室中。在測量階段期間，測量設備的第一腔室和第二腔室用測試流體填充。所述方法在測量階段期間包括多個步驟。噴射閥被控制以便使得閥針防止流體流出噴射噴嘴。所述流體供應單元被控制以便將給定測試壓力提供給空腔中的測試流體。此外，所述流體供應單元被控制，從而在給定時間段期間保持該測試壓力。獲取第一測量變量且根據第一測量變量確定可能從噴射閥流入第一腔室中的測試流體的流體體積。由此，可以非常精確地確定噴射閥的洩漏速率且可以確定非常低水平的洩漏。有利地，測試流體洩漏速率可以與在內燃發動機中操作的噴射閥的燃料洩漏速率非常好地相關。例如，測試流體洩漏速率可以比也可以用於估計在內燃發動機中操作的噴射閥的燃料洩漏速率的氣體洩漏速率更好地與燃料洩漏速率相關。優選地，測試壓力是大約在操作期間通常施加到噴射閥的流體入口的燃料壓力，例如對於直噴式汽油發動機的噴射閥是大約150 bar至200 bar或者對於具有共軌噴射的柴油發動機的噴射閥是大約2000 bar。在噴射閥的洩漏的情況下，引入第一腔室中的流體體積可以在第一腔室中產生差壓。第一腔室和第二腔室之間的差壓可以引起隔膜變形。隔膜變形可以與引入第一腔室中的流體體積線性相關。第一腔室的第一容積和第二腔室的第二容積可以根據隔膜應變來確定。根據該第一容積和第二容積可以確定洩漏速率。在其它實施例中，所述方法在測量階段之前包括以下步驟:第一閥和第二閥被控制為具有打開設置。此外，噴射閥被激活以用給定噴射壓力將大約給定體積的測試流體噴射到第一腔室中。在大約給定體積的測試流體噴射到第一腔室中時，第一閥和第二閥被控制為具有關閉設置。由此，位於第一腔室中的測試流體和/或空氣或其它氣體能夠吹掃到第二腔室中，且位於第二腔室中的測試流體和/或空氣或其它氣體能夠吹掃出。噴射到第一腔室中的測試流體的體積可以例如等於或高於第一腔室的第一內部容積或第二腔室的第二內部容積，取決於這兩個中哪個更高。由此，可以確保對於測量階段，第一腔室和第二腔室用測試流體完全填充且沒有空氣和/或其它氣體位於所述腔室中。如果噴射器是新的和/或連接到測量設備，噴射器的空腔可能包括一些空氣，由於空氣具有與流體(例如，測試流體)不同的密度，因而可使得洩漏測量失真。由此，還可以確保空腔中的空氣被吹掃出且在測量階段期間來自於噴射器的空氣不洩漏到第一腔室中。優選地，噴射壓力可以是大約5 bar至20 bar，這意味著比在正常操作期間施加到噴射閥的燃料壓力小很多，從而避免位於空腔和/或腔室中的測試流體和空氣的混合物，該混合物可引起測試流體中的氣泡。


本發明的示例性實施例藉助於示意性附圖在下文示出。附圖如下:
圖1示出了測量設備的示意圖。圖2a，2b示出了在兩個不同操作狀態期間的測量設備，和 圖3示出了確定噴射閥洩漏的程序的流程圖。在不同視圖中出現的具有相同設計和功能的元件由相同附圖標記表示。
具體實施例方式圖1中所示的測量設備100可以用於噴射閥11的製造測試。測量設備100包括第一腔室13和第二腔室15。此外，測量設備100包括隔膜25，所述隔膜25將第一腔室13和第二腔室15分開。所述隔膜25可以包括不鏽鋼片材或者可以由不鏽鋼片材製成。取決於應變特性的要求，隔膜25可以包括至少其它材料。圖1示出了測量設備100，其中，第一腔室13的第一壓力等於第二腔室15的第二壓力。在該情況下，隔膜25沒有顯示變形。在該情況下，第一腔室13可包括給定第一內部容積，第二腔室15可包括給定第二內部容積。第一和第二內部容積可以相等或不同，例如第一和第二內部容積可以是I升。此外，所述測量設備100包括在第一腔室13的外壁中的凹口，所述凹口設計成將噴射閥11不透流體地設置。所述噴射閥11可包括:噴射噴嘴；空腔；閥針，所述閥針能在閥針中移動，在關閉位置防止流體流出噴射噴嘴且在關閉位置之外允許流體流出噴射噴嘴。噴射噴嘴可以是例如噴射孔。然而，其還可以具有適合於計量流體的一些其它類型。所述噴射閥11相對於測量設備100設置，使得噴射閥11的噴射噴嘴通向第一腔室13中。噴射閥11還可以包括多於一個噴射孔。在該情況下，所述噴射閥11可以相對於測量設備100設置，使得噴射閥11的噴射孔通向第一腔室13中。此外，噴射閥11可包括流體入口，所述流體入口與所述空腔液壓地聯接。為了測試噴射閥11，流體入口可以與流體供應單元液壓地聯接，所述流體供應單元可以設計成以給定供應壓力將測試流體提供給燃料入口。此外，所述測量設備100包括傳感器27，所述傳感器27設計和設置成獲取表示隔膜25應變的第一測量變量。所述傳感器27可包括應變計。如圖1所示，所述傳感器27可設置在第二腔室15中隔膜25的中心處。附加地或者可選地，傳感器27可以設置在第一腔室13中隔膜25處。此外，所述測量設備100可包括帶有第一閥17的第一管線21，取決於第一閥17的設置，所述第一管線在第一腔室13和第二腔室15之間提供液壓連通。此外，所述測量設備100可包括帶有第二閥19的第二管線23，取決於第二閥19的設置，所述第二管線提供離開第二腔室15的測試流體流出。此外，第一腔室13可包括第一壓力傳感器，第二腔室15可包括第二壓力傳感器。用第一壓力傳感器獲取第一腔室13中的第一壓力且用第二壓力傳感器獲取第二腔室15中的第二壓力可允許確認傳感器27的第一測量變量。圖2a示出了在第一操作階段期間(例如在吹掃階段期間)在第一閥17和第二閥19具有打開設置且第一腔室13中的第一壓力等於第二腔室15中的第二壓力時的測量設備100。圖2b示出了在第二操作階段期間(例如在測量階段期間或者在測量階段結束時)在第一閥17和第二閥19具有關閉設置且第一腔室13中的第一壓力例如高於第二腔室15中的第二壓力時的測量設備100。例如，在測量階段期間，第一腔室13中的第一壓力根據噴射閥11的洩漏而增加。第一腔室13和第二腔室15之間的壓力差Delt_P引起隔膜25的變形。如果第一腔室13中的第一壓力高於第二壓力，那麼隔膜25朝向第二腔室15的方向垂直地彎曲。在該情況下，第一腔室13的第一容積和第二腔室15的第二容積取決於壓力差。第一腔室13的第一容積和第二腔室15的第二容積可以根據表示隔膜25應變的第一測量變量來確定。根據該第一容積和第二容積可以確定洩漏速率。確定噴射閥11的洩漏的設備可包括具有程序的處理器單元和數據存儲器。所述設備可以是測試控制單元的至少一部分。所述設備可以設計成執行程序以確定噴射閥11的洩漏，其中，所述程序包括下文所述的多個步驟。在步驟S01，程序開始。在步驟S03，第一閥17和第二閥19被控制為具有打開設置。在步驟S05，噴射閥11被激活以用給定噴射壓力將大約給定體積的測試流體噴射到第一腔室13中。噴射壓力可以是大約5 bar。由此，可以避免位於腔室和空腔中的空氣和測試流體的混合物。在大約給定體積的測試流體噴射到第一腔室13中時，第一閥17和第二閥19在步驟S07被控制為具有關閉設置。測試流體的體積可以至少等於第一腔室13的第一內部容積或至少等於第二腔室15的第二內部容積，取決於這兩個中哪個更大。在該階段，測量設備的第一腔室13和第二腔室15用測試流體完全填充。噴射閥11的空腔也用測試流體填充。在該階段，開始測量階段。在步驟S09，噴射閥11被控制以便使得閥針防止流體流出噴射噴嘴。在步驟S11，所述流體供應單元被控制以便將給定測試壓力提供給空腔中的測試流體。在另一步驟S13，所述流體供應單元被控制，從而在給定時間段期間保持該測試壓力。在步驟S15，獲取第一測量變量且在步驟S17，根據第一測量變量確定可能從噴射閥11流入第一腔室13中的測試流體的流體體積。
權利要求
1.一種測量設備(100)，包括: 第一腔室(13)； 第二腔室(15)； 將第一腔室(13)和第二腔室(15)分開的隔膜(25)； 在第一腔室(13)的外壁中的凹口，所述凹口設計成將噴射閥(11)不透流體地設置在該凹口中，從而噴射閥(11)的噴射噴嘴通向第一腔室中(13);和 傳感器(27)，所述傳感器(27)設計和設置成獲取表示隔膜(25)應變的第一測量變量。
2.根據權利要求1所述的測量設備(100)，其中，所述傳感器(27)包括應變計。
3.根據權利要求1或2所述的測量設備(100)，其中，所述測量設備包括: 帶有第一閥(17)的第一管線(21 )，取決於第一閥(17)的設置，所述第一管線在第一腔室(13)和第二腔室(13)之間提供液壓連通；和 帶有第二閥(19)的第二管線(23)，取決於第二閥(19)的設置，所述第二管線提供離開第二腔室(15)的測試流體流出。
4.一種確定噴射閥(11)洩漏的方法，所述噴射閥包括:噴射噴嘴；空腔；閥針，所述閥針能在空腔中移動，在關閉位置防止流體流出噴射噴嘴且在關閉位置之外允許流體流出噴射噴嘴；以及燃料入口，所述燃料入口液壓地聯接到所述空腔和流體供應單元，所述流體供應單元設計成以給定供應壓力將測試流體提供給燃料入口，所述噴射閥(11)相對於根據權利要求1至3中任一項所述的測量設備設置，使得噴射閥(11)的噴射噴嘴通向第一腔室(13)中，在測量階段期間，測量設備的第一腔室(13)和第二腔室(15)用測試流體填充，其中，所述方法在測量階段期間包括 如下步驟: 控制噴射閥(11)以便使得閥針防止流體流出噴射噴嘴； 控制所述流體供應單元以便將給定測試壓力提供給空腔中的測試流體； 控制所述流體供應單元，從而在給定時間段期間保持該測試壓力； 獲取第一測量變量；以及 根據第一測量變量確定可能從噴射閥(11)流入第一腔室(13 )中的測試流體的流體體積。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述方法在測量階段之前包括以下步驟: 第一閥(17)和第二閥(19)被控制為具有打開設置； 噴射閥(11)被激活以用給定噴射壓力將大約給定體積的測試流體噴射到第一腔室(13)中;以及 在大約給定體積的測試流體噴射到第一腔室(13)中時，第一閥(17)和第二閥(19)被控制為具有關閉設置。
6.一種確定噴射閥(11)洩漏的設備，所述噴射閥包括:噴射噴嘴；空腔；閥針，所述閥針能在空腔中移動，在關閉位置防止流體流出噴射噴嘴且在關閉位置之外允許流體流出噴射噴嘴；以及燃料入口，所述燃料入口液壓地聯接到所述空腔和流體供應單元，所述流體供應單元設計成以給定供應壓力將測試流體提供給燃料入口，所述噴射閥(11)相對於根據權利要求1至3中任一項所述的測量設備設置，使得噴射閥(11)的噴射噴嘴通向第一腔室(13)中，在測量階段期間，測量設備的第一腔室(13)和第二腔室(15)用測試流體填充，其中，所述設備設計成在測量階段期間執行如下步驟:控制噴射閥(11)以便使得閥針防止流體流出噴射噴嘴； 控制所述流體供應單元以便將給定測試壓力提供給空腔中的測試流體； 控制所述流體供應單元，從而在給定時間段期間保持該測試壓力； 獲取第一測量變量；以及 根據第一測量變量確定可能從噴射閥(11)流入第一腔室(13 )中的測試流體的流體體積。`
全文摘要
一種測量設備(100)，包括第一腔室(13)、第二腔室(15)、和將第一腔室(13)和第二腔室(15)分開的隔膜(25)。此外，所述測量設備包括在第一腔室(13)的外壁中的凹口，所述凹口設計成將噴射閥(11)不透流體地設置在該凹口中，從而噴射閥(11)的噴射噴嘴通向第一腔室中(13)。所述測量設備包括傳感器(27)，所述傳感器(27)設計和設置成獲取表示隔膜(25)應變的第一測量變量。
文檔編號F02M65/00GK103210206SQ201180056022
公開日2013年7月17日 申請日期2011年11月10日 優先權日2010年11月22日
發明者C.曼努西 申請人:大陸汽車有限公司