專利名稱：用于測(cè)量噴射系統(tǒng)的噴射量的裝置及其制造方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明主要涉及一種用于測(cè)量噴射系統(tǒng)的噴射量的裝置，它尤其用于機(jī)動(dòng)車及尤其用于加工檢驗(yàn)，該裝置具有一個(gè)測(cè)量室；一個(gè)連接裝置，通過它可使至少一個(gè)噴射系統(tǒng)密封地連接到測(cè)量室上；一個(gè)活塞，它可移動(dòng)地被保持在一個(gè)導(dǎo)向裝置中及區(qū)域性地構(gòu)成測(cè)量室的邊界；及一個(gè)傳感器，它檢測(cè)在噴射系統(tǒng)的一次噴射時(shí)活塞的位移。
這樣一種裝置已由市場(chǎng)公知并被稱為EMI(噴射量指示器)。該裝置包括一個(gè)缸，在其中導(dǎo)向著一個(gè)活塞。測(cè)量室的壁至少區(qū)域性地由活塞構(gòu)成。該測(cè)量室還具有一個(gè)孔口，在其上可密封地安裝一個(gè)噴射系統(tǒng)、例如為一個(gè)噴射器的噴嘴。如果噴嘴將燃料或?qū)ｉT的測(cè)試液噴入該測(cè)量室，活塞將運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)則被一個(gè)位移傳感器檢測(cè)。由活塞的位移可推斷出測(cè)量室的容積變化及由此推斷出噴入的燃料或測(cè)試液量。
但該公知的噴射量指示器具有一些缺點(diǎn)。尤其在短而劇烈的噴射脈沖時(shí)將引起活塞的振動(dòng)，它的衰減卻相對(duì)地慢，因此難以或甚至不可能作到對(duì)前后依次很快噴射的測(cè)量。此外，當(dāng)活塞在缸中運(yùn)動(dòng)時(shí)在相互接觸的壁上發(fā)生摩擦，因此在一定情況下活塞的運(yùn)動(dòng)不總是反映實(shí)際的噴射體積。另外，活塞及缸的組合也經(jīng)受磨損，因此在該裝置的使用壽命期間測(cè)量結(jié)果及測(cè)量精度可能改變。
因此本發(fā)明的任務(wù)在于，對(duì)開始部分所述類型的裝置作進(jìn)一步改善，以使得它在長(zhǎng)的使用壽命期間以更高的精度工作。
該任務(wù)將在開始部分所述類型的裝置中這樣地實(shí)現(xiàn)，即活塞至少基本上是封閉的及其內(nèi)空間是空的。
根據(jù)本發(fā)明可了解，尤其在脈沖式噴射時(shí)活塞承受強(qiáng)負(fù)荷，通過該負(fù)荷活塞可變形。這種變形可導(dǎo)致在導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向孔中活塞的傾斜，該傾斜至少對(duì)開始部分所述問題負(fù)有共同責(zé)任。
通過根據(jù)本發(fā)明的封閉結(jié)構(gòu)可顯著提高活塞的穩(wěn)定性。由于該空心結(jié)構(gòu)，在此情況下其重量?jī)H有不顯著的改變。根據(jù)本發(fā)明的活塞的更大的剛度減小了測(cè)量裝置工作中的變形，由此測(cè)量結(jié)果總體地變得更精確及使活塞表面與缸中導(dǎo)向孔的導(dǎo)向壁之間的磨損減小。
本發(fā)明的有利的進(jìn)一步構(gòu)型由從屬權(quán)利要求給出。
在一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型中，活塞包括一側(cè)上開口的基體及封閉該開口的蓋，該蓋最好被壓配合和/或焊接在基體上。這樣地構(gòu)成的活塞可相對(duì)地成本合理及可穩(wěn)定地被制造。
當(dāng)活塞至少在它的朝著測(cè)量室的一側(cè)上具有一個(gè)耐熱的及導(dǎo)熱性差的材料時(shí)，當(dāng)噴入通常變熱的液體(約80℃)的情況下其變形進(jìn)一步地被減小。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型中，活塞包括一個(gè)由耐熱的及導(dǎo)熱性差的材料作成的蓋狀罩。這種罩用于作為所謂的“隔熱罩”，它保護(hù)活塞結(jié)構(gòu)免受變熱的測(cè)試液的溫度影響。
對(duì)以上提出的特殊結(jié)構(gòu)形式變換地或附加地，活塞的穩(wěn)定性也可通過特殊的材料選擇來改善。根據(jù)本發(fā)明提出活塞至少局部地包括一種鋁合金和/或鈦合金。在此情況下特別優(yōu)選的是，活塞至少局部地包括類型為AlMgSil或TiAl6V4的一種合金。
還可這樣地實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度的改善，即至少活塞的朝著導(dǎo)向裝置的外表面被這樣處理，即它成為摩擦很小和/或耐磨損的，尤其通過硬涂層或施加一個(gè)碳涂層實(shí)現(xiàn)。使用這種表面處理或涂層可實(shí)現(xiàn)這樣的表面，該表面一方面非常光滑及僅具有很小的摩擦，及此外它也非常硬并由此僅會(huì)產(chǎn)生很小的磨損。
用于提高測(cè)量精度及增長(zhǎng)根據(jù)本發(fā)明裝置的工作壽命的結(jié)構(gòu)措施還可在導(dǎo)向裝置一側(cè)上實(shí)現(xiàn)。由此本發(fā)明提出導(dǎo)向裝置至少局部地包括鋁合金，合金鋼或鈦合金，尤其為AlMgSil，31CrMoV9或TiAl6V。
此外，導(dǎo)向裝置至少局部地被這樣處理，即它成為摩擦很小和/或耐磨損的，尤其通過硬涂層和/或等離子滲氮實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明還提出材料的匹配，鑒于小的摩擦及小的磨損這些材料彼此應(yīng)特別好地協(xié)調(diào)。由此提出活塞及導(dǎo)向裝置包括一種鋁合金，尤其是AlMgSil，作為替換方案，活塞包括一種鈦合金，尤其是TiAl6V4，及導(dǎo)向裝置包括一種合金鋼，尤其是31CrMoV9或同樣為一種鈦合金，尤其是TiAl6V4。
本發(fā)明還涉及一種制造根據(jù)上述類型裝置的方法。其中活塞通過車削，磨削，局部去毛邊(Subfinieren)及施加硬涂層或碳涂層制成，及導(dǎo)向裝置通過車削，磨削，施加硬涂層或等離子滲氮及珩磨制成，由于該裝置摩擦小及磨損小，可實(shí)現(xiàn)最佳的測(cè)量結(jié)果。
下面將參照附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。唯一的附圖表示用于測(cè)量噴嘴的裝置的一個(gè)縱向截面圖，該裝置尤其用于機(jī)動(dòng)車。
所述裝置在

圖1中用標(biāo)號(hào)10表示。它包括在一個(gè)殼體12中構(gòu)成的測(cè)量室14，在該測(cè)量室上密封地連接著一個(gè)噴嘴16。在該圖中殼體12，測(cè)量室14，及噴嘴16僅示意性地用點(diǎn)劃線表示。
在圖1的下側(cè)該測(cè)量室14由一個(gè)導(dǎo)向缸18構(gòu)成邊界，其中在其俯視圖上，即在圖1中由上部看，該缸是一個(gè)圓柱形旋轉(zhuǎn)件。缸18具有一個(gè)同心的導(dǎo)向孔20。在缸18的上表面中與導(dǎo)向孔20同軸心地開設(shè)了一個(gè)環(huán)形槽22，在該槽中放有一個(gè)密封圈24。通過該密封圈24，殼體12與缸18形成氣密的連接。
在缸18的導(dǎo)向孔20中可移動(dòng)地保持著一個(gè)活塞26。該活塞26通過一個(gè)彈簧28向上、即向著測(cè)量室14被預(yù)壓著。活塞26主要包括一個(gè)圓柱形的基體30，它的上端壁32輕微向外拱曲及在其中心具有材料增厚部分34。該基體30向下敞開，其中它在其下邊緣具有一個(gè)向內(nèi)指向的環(huán)凸36。
在基體30的下側(cè)壓入一個(gè)同樣為圓柱形的蓋38，其內(nèi)徑大致與環(huán)凸36的內(nèi)徑相同，該蓋在其外殼面上在圖1中它的下端部的附近具有一個(gè)環(huán)凸40。變換地或附加地，蓋38也可被焊接。該環(huán)凸用作蓋38在基體30的下邊緣上的止擋。蓋38的端壁42基本上被作成平面的及在其中心具有朝著基體30的加厚部分44。
在蓋38的端壁42的外面中，在加厚部分44的區(qū)域中設(shè)有一個(gè)盲孔46。在該盲孔中通過螺紋固定著一個(gè)僅被概要地表示的活塞桿48，該活塞桿的運(yùn)動(dòng)通過一個(gè)位移傳感器50檢測(cè)。在基體30的端壁32的外面中，在材料加厚部分34的區(qū)域中也具有一個(gè)中心盲孔52，它用于固定一個(gè)蓋狀的罩54，該罩由一種耐熱的及導(dǎo)熱性能差的材料制成。該罩54的功能實(shí)際上是熱屏蔽的功能，該罩基本上為圓形及用其下表面平放于基體30的端壁32上。該罩54的上表面基本上平行于缸18的上表面，但在其徑向邊緣區(qū)域平行于基體30的端壁32的上表面。
如由圖1可看到的，總地來說，活塞26是一個(gè)圓柱形空心體?；钊?6的基體30由鋁合金AlMgSil制成。其制造方式是，首先車削，接著表面磨削，局部去毛邊及最后施加硬涂層。該缸18也由相同的鋁合金制成，但在制造時(shí)在車削后首先磨削，然后也施加硬涂層。最后對(duì)缸18的導(dǎo)向孔20還要珩磨。
通過這些材料及加工的組合使活塞26與缸18之間的摩擦最小化。此外，各個(gè)部件被作成特別耐磨的。由此可提高噴射量測(cè)量的精度及使能夠精確測(cè)量的工作壽命延長(zhǎng)。因?yàn)榛钊?6構(gòu)成了一個(gè)閉合的空心體，它可在質(zhì)量小的情況下具有很大的剛度。由此使一次噴射脈沖后活塞26的振動(dòng)減小及減小了變形，這種變形可能導(dǎo)致活塞26與缸18中導(dǎo)向孔20之間摩擦的增大。
由該圖可看到，在導(dǎo)向孔的圓周壁上設(shè)有一個(gè)槽(無標(biāo)號(hào))，它用于完成以下任務(wù)一方面，通過它排出由噴嘴16噴入并且作為缸18與活塞26之間的泄漏向下流動(dòng)的測(cè)試液；另一方面，避免氣體進(jìn)入測(cè)量室14。這是需要的，因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)在活塞26的下方、即在活塞26的與測(cè)量室14相反一側(cè)上可具有高到100巴的氣體壓力。如果氣體到達(dá)測(cè)量室14，可導(dǎo)致測(cè)量活塞26的振動(dòng)及由此使測(cè)量結(jié)果有誤。
另外，該槽還用于在由噴嘴16進(jìn)行的各個(gè)噴射之間沒有足夠的測(cè)試液從測(cè)量室14排出、即它沒有被足夠地“排空”時(shí)，防止裝置10的損壞。在這樣一種引起測(cè)量室的“過注入”的排空很少的情況下，活塞26下沉到這樣的程度，即測(cè)試液可流到該槽中及接著流到一個(gè)測(cè)試液排出部。因此可避免在測(cè)量室14中出現(xiàn)不允許的強(qiáng)壓力上升。
還應(yīng)該指出，作為對(duì)所述實(shí)施例的替換，活塞26也可由鈦合金、尤其是TiAl6V4制成，及基體30的外表面可具有一個(gè)碳涂層來取代所述硬涂層。在該情況下，缸18由一種合金鋼、尤其是31CrMoV9或一種鈦合金、例如TiAl6V4制成，及導(dǎo)向孔20或設(shè)硬涂層或等離子滲氮。這種材料的組合也可導(dǎo)致所需的改善。最后還應(yīng)指出，隔熱罩54也可粘接在活塞26的基體30的端壁32上。此外還應(yīng)指出，活塞26的封閉結(jié)構(gòu)不僅在裝置10工作時(shí)有利，而且在制造時(shí)也可提高活塞26的穩(wěn)定性，這樣基體30的外表面可被更好地、即能以更高的精度被加工。
權(quán)利要求
1.用于測(cè)量噴射系統(tǒng)(16)的噴射量的裝置，它尤其用于機(jī)動(dòng)車及尤其用于加工檢驗(yàn)，該裝置具有一個(gè)測(cè)量室(14)；一個(gè)連接裝置，通過它可使至少一個(gè)噴射系統(tǒng)(16)密封地連接到測(cè)量室(14)上；一個(gè)活塞(26)，它可移動(dòng)地被保持在一個(gè)導(dǎo)向裝置(18)中及區(qū)域性地構(gòu)成測(cè)量室(14)的邊界；及一個(gè)傳感器(50)，它檢測(cè)在噴射系統(tǒng)(16)的一次噴射時(shí)活塞(26)的位移，其特征在于活塞(26)至少基本上是封閉的及其內(nèi)部是空的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于活塞(26)包括一個(gè)一側(cè)敞開的基體(30)及封閉該開口的蓋(38)，該蓋最好被壓配合和/或焊接在基體(30)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于活塞(26)至少在其朝著測(cè)量室(14)的一側(cè)上具有一個(gè)耐熱的及導(dǎo)熱性能差的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于活塞(26)包括一個(gè)由耐熱的及導(dǎo)熱性能差的材料制成的蓋狀罩(54)。
5.用于測(cè)量噴射系統(tǒng)(16)的噴射量的裝置，它尤其用于機(jī)動(dòng)車及尤其用于加工檢驗(yàn)，該裝置具有一個(gè)測(cè)量室(14)；一個(gè)連接裝置，通過它可使至少一個(gè)噴射系統(tǒng)(16)密封地連接到測(cè)量室(14)上；一個(gè)活塞(26)，它可移動(dòng)地被保持在一個(gè)導(dǎo)向裝置(18)中及區(qū)域性地構(gòu)成測(cè)量室(14)的邊界；及一個(gè)傳感器(50)，它檢測(cè)在噴射系統(tǒng)(16)的一次噴射時(shí)活塞(26)的位移，其特征在于活塞(26)至少局部地包括一種鋁合金和/或鈦合金。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置，其特征在于活塞(26)至少局部地包括類型為AlMgSil或TiAl6V4的一種合金。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置，其特征在于至少活塞(26)的朝著導(dǎo)向裝置(18)的外表面被這樣處理，即它成為摩擦很小和/或耐磨損的，尤其通過硬涂層或施加一個(gè)碳涂層實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置，其特征在于導(dǎo)向裝置(18)至少局部地包括鋁合金，合金鋼或鈦合金，尤其為AlMgSil，31CrMoV9或TiAl6V4。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于至少導(dǎo)向裝置(18)至少局部地被這樣處理，即它成為摩擦很小和/或耐磨損的，尤其通過硬涂層和/或等離子滲氮實(shí)現(xiàn)。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置，其特征在于活塞(28)及導(dǎo)向裝置(18)包括一種鋁合金，尤其是AlMgSil，或活塞包括一種鈦合金，尤其是TiAl6V4，及導(dǎo)向裝置包括一種合金鋼，尤其是31CrMoV9或一種鈦合金，尤其是TiAl6V4。
11.制造根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置的方法，其特征在于活塞(26)通過車削，磨削，局部去毛邊及施加硬涂層或碳涂層制造，及導(dǎo)向裝置(18)通過車削，磨削，硬涂層或等離子滲氮及珩磨制造。
全文摘要
本發(fā)明的裝置(10)用于測(cè)量噴射系統(tǒng)(16)的噴射量，它尤其用于機(jī)動(dòng)車及尤其用于加工檢驗(yàn)。該裝置(10)包括一個(gè)測(cè)量室(14)；一個(gè)連接裝置，通過它可使至少一個(gè)噴射系統(tǒng)(16)密封地連接到測(cè)量室(14)上。該裝置(10)還包括一個(gè)活塞(26)，它可移動(dòng)地被保持在一個(gè)導(dǎo)向裝置(18)中及區(qū)域性地構(gòu)成測(cè)量室(14)的邊界。最后還設(shè)有一個(gè)傳感器(50)，它檢測(cè)在噴射系統(tǒng)(16)的一次噴射時(shí)活塞的位移。為了提高精度，本發(fā)明提出活塞(26)至少基本上是封閉的及其內(nèi)部是空的。
文檔編號(hào)F02M65/00GK1404552SQ01805358
公開日2003年3月19日 申請(qǐng)日期2001年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月20日
發(fā)明者約阿希姆·翁格爾, 拉爾夫·賓德爾, 拉爾夫·哈斯, 迪爾克·沃爾夫 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司