用于确定引导液体的部件特别是内燃机喷射阀的液压的泄漏率的方法和装置

摘要

本发明涉及一种用于确定引导液体的部件特别是用于内燃机的喷射阀的液压的泄漏率的方法和装置，其优点在于，将引导液体的部件(1)安装到检验体(2)中，以处于一定压力下的检验液体(10)加载引导液体的部件(1)，在检验体(2)的流动通道(4)中提供载体气体流(5)，将在引导液体的部件(1)后面的气体混合物(6)导出而进入分析器(7)中，以及借助于分析器(7)通过气体混合物(6)中检验液体(10)的浓度测量和分析引导液体的部件(1)的液压的泄漏率，其中通过喷嘴体(11)将载体气体流(5)引入引导液体的部件(1)的泄漏部位的附近，和/或加热在引导液体的部件(1)后面的气体混合物(6)以完全转化成气态。该检验装置特别适合于测量用于混合增压的外源点火的内燃机的燃料喷射系统的燃料喷射阀上的泄漏。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述类型的用于确定引导液体的部件、特别是内燃机喷射阀的泄漏率的方法和一种根据权利要求9所述类型的用于确定引导液体的部件、特别是内燃机喷射阀的液压的泄漏率的装置。

背景技术

由DE 40 26 228 C1已公知一种用于确定特别是用于内燃机的燃料喷射阀的液压的泄漏率的检验装置。该检验装置倾斜地布置在一个填充有液体的容器内，一个可由截止阀隔断的补偿容器以及一个设计成气体毛细管的立式管(Steigrohr)通入该容器内，其中该毛细管的液位由一光源照亮并且该液位的确定通过线性的行扫描摄像机(Zeilenkamera)测得。在测量好毛细管中的初始液位后，对喷射阀加载检验压力，根据测量时间通过行摄像机测量毛细管中液位的移动。通过测量时间、毛细管中的横截面面积及移动路程可计算出喷射阀的泄漏率。这种检验装置在结构方面复杂而且不允许绝对精确的测量结果。

此外，还已知，在喷射阀上安装检验装置来确定泄漏率，在该检验装置中将喷射阀装入一检验体内，其中对喷射阀加载处于一定压力下的检验液体，流出到检验体内的泄漏量借助于空间空气(Raumluft)被带走。泄漏率可这样来确定，即用分析器测量并分析空间空气中的检验液体的浓度。这种检验装置具有缺陷，即泄漏液体，特别是对于具有低的蒸汽压力的液体来说，不完全和不确定地转化成气态，从而确定出的测量值或者其时间上的变化被歪曲。因此，在某一和该同一测量过程中以不利的方式显示部分太低、部分太高的泄漏流。此外，部分或完全地产生的气态(Dampfphase)可能在泄漏部位之后特别是在检验体的较冷的位置上或在检验装置的其它位置上凝结，从而同样可能歪曲测量值。这里也存在测量出太低和/或太高或绝对强烈波动的泄漏流的危险。这一缺点特别是在用液体或液体混合物测量时出现，这些液体或液体混合物在具有一定的压力、温度或浓度的测量空间条件下凝结。

发明内容

根据本发明的用于确定引导液体的部件特别是内燃机喷射阀的液压的泄漏率的具有权利要求1所述特征的方法以及根据本发明的用于确定引导液体的部件特别是内燃机喷射阀的液压的泄漏率的具有权利要求9所述特征的装置具有以下优点，即能以简单而经济的方式和方法得到非常精确的测量结果。在此，以有利的方式将流出的泄漏液体完全转化成气态，并一直保持在气态中，直到进行真正的浓度测量。

为此，以有利的方式将喷嘴体定位在引导液体的部件的泄漏部位附近，用于借助于载体气体流吹出和带走流出泄漏部位的检验液体。

通过在从属权利要求中列出的措施，可以实现权利要求1所述方法和权利要求9所述装置的有利的扩展方案和改善方案。

特别有利的是，在检验体中，在引导液体的部件、特别是喷射阀的泄漏部位的后面设置一加热元件。通过在检验体中足够长的路段上加热载体气体流，阻止了气态的重新凝结。气态完全保持直到进入用于测量和分析的分析器中。简单而廉价的加热软管(Heizschlauch)可以以有利的方式用作加热元件。

检验液体的压力可以非常低地选择成小于1bar，因为用根据本发明的将喷嘴体安装到直至泄漏部位附近和在泄漏部位后面设置加热元件的措施也可无需产生压力地确定泄漏率。

附图说明

本发明的实施例在附图中简化示出并在下面的说明中详细阐述。

图1示出一用于确定特别是用于内燃机的喷射阀的液压的泄漏率的第一种装置的示意图，

图2示出一用于确定特别是用于内燃机的喷射阀的液压的泄漏率的第二种装置的示意图，

图3示出具有两条相比较地记录的用和不用本发明措施借助火焰电离检测器(FID(Flammenionisationsdetektor))确定的关于在一喷射阀的阀座泄漏部位后面的气体混合物中的HC浓度的测量曲线。

具体实施方式

在图1中示出一用于确定特别是用于内燃机的喷射阀的液压的泄漏率的第一种装置的示意图。在此，以轮廓示出的内燃机喷射阀1例如构造成用于混合气压缩的、外源点火的内燃机的燃料喷射装置的喷射阀形式的可电磁致动的阀。这种燃料喷射阀1具有一电磁回路作为致动机构，该电磁回路具有电磁线圈、用作内极的核以、外部的磁构件以及可运动的衔铁，该衔铁又与一阀关闭体形成作用连接。该阀关闭体与一固定的阀座协同作用以打开和关闭喷射阀，其中在该阀座下游具有至少一个喷射孔，通过所述喷射孔有目的地喷出燃料。

代替电磁回路，例如也可设置压电的或磁致伸缩的驱动装置作为燃料喷射阀1的可激励的致动机构。

在图1中示出的燃料喷射阀1是用于引导液体的部件的特别合适的例子，该燃料喷射阀可安装在根据本发明的用于确定液压的泄漏率的装置中，在该燃料喷射阀上可实施根据本发明的用于确定泄漏率的方法。但本发明决不局限于燃料喷射阀1，而是也可用在很多其它的引导液体的部件中，以对在这些部件、构件、组件、阀门、喷嘴等中的泄漏部位进行优化的调整。

根据本发明的用于确定引导液体的部件特别是用于内燃机的喷射阀1的液压的泄漏率的装置包括一检验体2，该检验体具有用于引导液体的部件——这里是燃料喷射阀1——的接纳孔3。一流动通道4在很大程度上垂直于接纳孔3的定向地穿过检验体2延伸，该流动通道用于导入在图2中由箭头5表示的载体气体流以及用于将气体混合物(由箭头6示出)导出到分析器7。载体气体5、特别是氮气N₂通过一未示出的输送泵提供给检验体2。通过连接组件8，载体气体5能安全可靠地和无泄漏地被送入检验体2的流动通道4中。

为了确定燃料喷射阀1的液压的泄漏率，该燃料喷射阀被加载有由箭头10表示的检验液体。特别是可使用n-庚烷(C₇H₁₆)作为检验液体10。然而，同样也可使用所有的纯液态的碳氢化合物、汽油或纯酒精作为检验液体10。在实际的使用情况下，具有在＜1bar至200bar范围内的压力的检验液体10被置入引导液体的部件、特别是燃料喷射阀1中。检验液体10可以以最优的方式在-40℃至140℃的温度范围内使用。在以一定压力送入燃料喷射阀1中的检验液体10的作用下，在燃料喷射阀1的下游端部上显示出一定的泄漏，这些泄漏特别是在阀座泄漏部位上流出并且进入检验体2的流动通道4中。

本发明的目的是，得到燃料喷射阀1的泄漏率的尽可能优化的、无波动的和非常精确的测量结果。为此，以有利的方式从接头组件8出发，将喷嘴体11装入流动通道4中，该喷嘴体的至少一个喷嘴孔12定位在泄漏区域的紧附近、即燃料喷射阀1的阀座泄漏部位的紧附近。通过喷嘴体11，载体气体5一直被输送到紧靠近泄漏部位处，使得该载体气体可将泄漏液体直接从喷嘴孔12的后面吹出并带走。当使用氮气N₂作为载体气体5时，应注意纯度等级为5或更高。在实际的应用情况下，将在0.5至2bar压力范围内的载体气体5吹入。载体气体5可典型地用在-40℃至140℃的温度范围内。例如连续输送的载体气体流5以理想的方式在0.5至10标准升(Normliter)/分钟。通过在很大程度上对准泄漏部位的喷嘴体12，以根据本发明的方法将流出的泄漏液体完全转化成气态，并一直保持气态直到在分析器7中进行真正的浓度测量。直接在待检验的部件的泄漏部位处，通过喷嘴体11的载体气体5的气体自由喷射产生强烈的浓度降低和/或大的分解力，这可实现泄漏液体的完全气化。以这种方式排除了不利的机械式接触或者泄漏部位的变化。

图2示出用于确定特别是用于内燃机的喷射阀的液压的泄漏率的第二种装置的示意图。在此，检验体2配设有加热元件14。特别有利的是，将该加热元件14布置在引导液体的部件特别是燃料喷射阀1的泄漏部位的紧后面。通过在检验体2内或上的足够长的路段上对载体气体流5或气体混合物6加热，阻止了气态的再冷凝。气态完全保持直到进入用于测量和分析的分析器7。

以有利的方式，可使用简单而廉价的加热软管作为加热元件14。

检验液体10的压力可非常低地选择成小于1bar，因为用根据本发明的将喷嘴体11安装到泄漏部位附近和将加热元件14设置在泄漏部位后面的措施也可无需产生压力地确定泄漏率。

理所当然，根据本发明的将喷嘴体11安装到泄漏部位附近和将加热元件14设置在泄漏部位后面的措施可一起用在检验体2上，其中，通过组合这两个措施实现了将检验液体10完全甚至最有效地转化成气态。

为了测量燃料喷射阀1的泄漏，将气体混合物6引入分析器7中，其中该分析器7用于检测可能包含在处于气态的气体混合物6中的检验液体10。在此，在总电流运行或分路电流运行中的火焰电离检测器(FID)或气体色谱分析仪(GC)特别适合用作分析器7。火焰电离检测器是用于有机化合物(碳氢化合物)的检验器，该检验器也可与气体色谱分析仪结合使用。工作原理是测量两个电极之间的氢氧爆鸣气火焰(氢气作为可燃气体)的导电率。待分析的物质被用载体气体流输送至火焰中并在那里被化学地电离。由此，在电场中产生可测量的离子电流，该离子电流记录在一连接的记录装置或数据系统上。气体混合物6的HC浓度可以以这种方式非常简单而精确地确定，从而可实现精确地反推断出引导液体的待检验的部件的泄漏的大小。

在图3中示出了具有两条相比较地记录的用和不用本发明措施以火焰电离检测器(FID)确定的关于在燃料喷射阀1的阀座泄漏部位后面的气体混合物6中的HC浓度的测量曲线。在此，在500s的测量时间内了包含在气体混合物6中的HC浓度。这两条测量曲线在可比较的边界条件下-如检验液体10的种类、压力和温度以及载体气体5的种类、压力和温度-在同一个燃料喷射阀1上被记录下来的。在此，借助于火焰电离检测器形式的分析器7进行的、用于确定燃料喷射阀1的液压的泄漏率的HC浓度测量一次以没有喷嘴体11和加热元件14的检验体2(测量曲线A)进行，而另一次以在其中组合有喷嘴体11和加热元件14的检验体2进行(测量曲线B)。

因为在不具有本发明特征的检验装置中，泄漏液体不完全地和不确定地转化成气态，所以借助分析器7确定的测量值或其时间变化曲线在一定程度上被歪曲。图3中的图表清晰地示出，在同一测量过程期间以不利的方式显示出部分太低、部分太高的泄漏流，此外，所述泄漏流也可能剧烈地波动。与此相反，使用喷嘴体11和加热元件14实现了非常精确地确定HC浓度，其中，该测量值在大约120s的测量时间后就已经固定了，而没有较大波动，如测量曲线B所示。

用于确定引导液体的部件1、这里是燃料喷射阀1的液压的泄漏率的方法这样使用，即至少一个燃料喷射阀1在装入内燃机之前以根据本发明的方法被检验，然后仅将那些其液压的泄漏率低于事先确定的泄漏率限值的燃料喷射阀1装入内燃机中。