專利名稱：用于調(diào)整一種閥升程的裝置及方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及用于調(diào)整一種閥升程的、尤其是根據(jù)相應(yīng)各獨(dú)立權(quán)利要求類型的內(nèi)燃機(jī)噴射閥的閥針升程的裝置及方法。
根據(jù)DE-A14026721的一種噴射閥在一個(gè)閥殼中具有一個(gè)閥座體，該閥座體與固定在外殼上的一個(gè)孔件相連接。在該閥座體上座落有一個(gè)帶有閥關(guān)閉體的閥針。閥行程的精確調(diào)整是在組裝好的噴射閥上進(jìn)行的，這時(shí)使固定于外殼的孔件朝閥關(guān)閉體方向彈性地變形。通過該孔件的彈性變形可使閥升程從一個(gè)預(yù)調(diào)整值減小到所需的閥升程。通過該閥針升程確定了噴射閥的固定噴流量。
一種閥的合理生產(chǎn)要求閥升程的調(diào)整集中在一個(gè)流水作業(yè)的程序中。這也是閥升程可用高重復(fù)精度進(jìn)行調(diào)整的一個(gè)先決條件。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具有權(quán)利要求1特征部分特征的、根據(jù)本發(fā)明的裝置具有的優(yōu)點(diǎn)是，借助于孔件的彈性變形使閥座的位移可通過加壓端頭的較高進(jìn)給速度以較高的重復(fù)精度來實(shí)現(xiàn)。由此為了對(duì)閥升程進(jìn)行調(diào)整就獲得了在流水作業(yè)過程中作為其整體的一個(gè)節(jié)拍時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的方法是基于用于升程調(diào)整的自記憶調(diào)整操作并由一個(gè)重復(fù)記憶階段及一個(gè)升程結(jié)束調(diào)節(jié)階段組成。通過由此達(dá)到的參數(shù)最優(yōu)化將在盡可能小的節(jié)拍時(shí)間中達(dá)到最佳的質(zhì)量。通過參數(shù)的改編該方法此外還可用于不同閥類型的調(diào)整方法中。
利用在從屬權(quán)利要求中描述的措施可實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明裝置的進(jìn)一步有利構(gòu)型及改進(jìn)。尤其有利的是，力的傳遞是通過彈簧部件實(shí)現(xiàn)的。該彈簧部件起到傳動(dòng)的作用并能使得進(jìn)給裝置具有高進(jìn)給速度。在力傳遞系中設(shè)置了一個(gè)力傳感器可得到準(zhǔn)確的起始點(diǎn)識(shí)別，以致可附加地實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的起動(dòng)速度。使用高分辨率的測量系統(tǒng)探測閥并垂直地移動(dòng)，可消除裝置彈性的影響。專設(shè)的夾緊裝置可保證閥自由地對(duì)準(zhǔn)探測平面并由此保持確定的位置。附圖以下將借助在附圖中描繪的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。

圖1表示內(nèi)燃機(jī)噴射閥的噴嘴側(cè)端的橫截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明裝置原理圖的側(cè)視圖；圖3是相應(yīng)圖2中剖線III-III的剖面圖；圖4a是在調(diào)整期間用于確定閥升程的流程圖的第一部分；及圖4b是圖4a的流程圖的第二部分。實(shí)施例在圖1中以其噴嘴側(cè)部分局部表示的噴射閥20具有一個(gè)帶有縱向孔23的管狀支座21，在其中設(shè)有一個(gè)例如管狀的閥針24，該閥針與一球形的閥關(guān)閉體25支承在閥座體27的導(dǎo)向孔26中。在背向閥關(guān)閉體25的前側(cè)上，閥座體27與一孔件28同心地且固定地焊在一起。孔件28具有盆狀橫截面，它帶有一個(gè)環(huán)狀的支承邊緣29?？准?8在縱向孔23中用其支承邊緣通過例如環(huán)繞的及密封的焊縫22與縱向孔23的壁相連接。通過孔件28的焊接使閥座體27固定在縱向孔23中的位置確定了閥針24的閥升程的預(yù)調(diào)整。關(guān)于噴射閥的結(jié)構(gòu)及作理原理的詳細(xì)說明可參見DE-A14026721得到。
根據(jù)圖2所示的根據(jù)本發(fā)明裝置的原理圖，表示出在一個(gè)底板10上安裝的剛性支架11，一個(gè)測量裝置30，一個(gè)固定在支架11上的夾緊裝置40及一個(gè)調(diào)整裝置50。在支架11旁也在底板10上固定著一個(gè)帶有導(dǎo)桿15的柱形導(dǎo)軌14。導(dǎo)桿15與一個(gè)托架16相連接，在托架上固定著測量裝置30。在托架16上還連接有一個(gè)氣動(dòng)進(jìn)給氣缸18的活塞桿17。夾緊裝置40將噴射閥20對(duì)中并自下向上地夾緊。
測量裝置30是一個(gè)高分辨率測量系統(tǒng)，它具有一個(gè)探測裝置31，該探測裝置作用于一個(gè)行程接收器32。探測裝置31具有一個(gè)在未示出的高精度滾珠導(dǎo)軌中導(dǎo)行的并帶有一測棒34的測量滑桿33，它例如是由硬金屬作成的。行程接收器32與測量滑桿33固定地相連接。在探測裝置31的外殼上裝有一個(gè)可更換的止擋件35，利用它可確定不同噴射閥的止擋行程。
測量裝置30由進(jìn)給汽缸18這樣地調(diào)整，即測量棒34穿入空心的閥針24并觸在閥關(guān)閉體25上。然后止擋件35座落在噴射閥的外殼21上。行程接收器32輸出一個(gè)電測量信號(hào)，該信號(hào)用于測量閥行程并由用于調(diào)節(jié)過程的控制裝置求值。為了監(jiān)視測量棒34的上升，設(shè)置了一個(gè)光柵，它在進(jìn)給汽缸18致動(dòng)時(shí)促使測量裝置30向上方返回到原始位置上。
夾緊裝置40及調(diào)整裝置50的結(jié)構(gòu)可從圖3中看到。夾緊裝置40具有一個(gè)由上部體41及下部件42組成的剛性支座43。在支座部件41及42之間設(shè)有一個(gè)例如由兩個(gè)部件組成的可水平移動(dòng)的對(duì)中滑板44，它帶有軸向夾持間隙，其使得噴射閥20夾緊在一個(gè)后刃上。為了無間隙地導(dǎo)向滑板44，在下支座件42中設(shè)有未示出的滑珠座。在上支座件41中鑲放有一個(gè)接收件45，它帶有一個(gè)未示出的用于噴射閥20的對(duì)中件。對(duì)中滑板44譬如由一個(gè)未詳細(xì)描繪的操作部件46軸向地移動(dòng)，這里該移動(dòng)是由未示出的氣動(dòng)汽缸來實(shí)現(xiàn)的。下支座件42具有一個(gè)空腔47，噴射閥20的噴嘴側(cè)端通過該空腔伸出來。
在支座43的下方設(shè)有調(diào)整裝置50，它具有一個(gè)加壓單元51及一個(gè)進(jìn)給單元52。加壓單元51具有一個(gè)常有中心孔54的加壓桿53，在該中心孔中插有一個(gè)加壓端頭55。加壓桿53微摩擦地譬如支承在一個(gè)滾子導(dǎo)軌56中，其中滾子導(dǎo)軌56被接納在一個(gè)基體57中。在調(diào)整裝置側(cè)端，加壓桿53具有一個(gè)彈性環(huán)58，它使?jié)L子保持架在未加載狀態(tài)移回到工作位置上，已使得在加壓過程中僅出現(xiàn)滾動(dòng)摩擦而無滑動(dòng)摩擦。
在基體57及噴射閥20之間具有一個(gè)壓罩60，它譬如經(jīng)過兩個(gè)導(dǎo)銷61與基體57相連接，其中導(dǎo)銷61可軸向移動(dòng)地支承在基體57中。從基體57的噴射閥側(cè)的端面上伸出譬如4個(gè)受彈簧預(yù)壓的銷62，它們作用在壓罩60上，并借助彈簧力使壓罩從下方壓在噴射閥20上，以使得在對(duì)中滑板44中噴射閥20的軸向夾持間隙被排除了。
基體57用螺絲固定在一個(gè)橫架63上，橫架由進(jìn)給單元52的兩個(gè)導(dǎo)桿65支承。這兩個(gè)導(dǎo)桿65分別放置在兩個(gè)導(dǎo)筒66中，后者被固定在支架11上。在導(dǎo)桿65上還引導(dǎo)一個(gè)推進(jìn)單元67，在目前實(shí)施例中它是一個(gè)螺旋式推進(jìn)器。該推進(jìn)單元67具有另外兩個(gè)與一外殼68相連接的滑筒69，它可實(shí)現(xiàn)給進(jìn)單元67在導(dǎo)桿66上的導(dǎo)向。在外殼68中設(shè)有一個(gè)螺母，在其中旋有螺桿71。螺桿71具有一個(gè)軸，其上旋有一軸環(huán)73。軸環(huán)73支承在一個(gè)軸向/徑向軸承75上，軸承75支承在固定于支架11上的支板76上。在螺桿71上裝有一個(gè)皮帶盤77，它通過齒帶78與一個(gè)未示出的步進(jìn)電機(jī)相連接。
橫架63在其驅(qū)動(dòng)側(cè)具有一個(gè)用于螺簧81的盆形收座80。橫架63具有一個(gè)與加壓桿53同軸的孔64，在其中放置了一個(gè)具有力傳感器82的軸套83。軸套83包含一個(gè)過載保險(xiǎn)器。盆形接收座80在其驅(qū)動(dòng)側(cè)底部具有一個(gè)透孔85，外殼68上的一個(gè)圓柱形接頭86插在該透孔85中，并在接頭端側(cè)固定了一個(gè)壓盤87，在該壓盤上座落著螺簧81。
加壓桿53的給進(jìn)行程由推進(jìn)單元67產(chǎn)生，其中由它產(chǎn)生的壓力經(jīng)過螺簧81及力傳感器82傳遞到加壓桿53上。壓力傳感器82用于識(shí)別加壓端頭55接觸到噴射閥20的孔件28的起始點(diǎn)。此外，力傳感器82還用于在調(diào)節(jié)過程中監(jiān)視壓力值。
上述的裝置如下地工作噴射閥20被放置在夾緊裝置40的接收器45中并借助于對(duì)中滑板44夾緊。在對(duì)中滑板44的操作后，使進(jìn)給單元50靠到噴射閥20的噴嘴端上。這是通過未示出的步進(jìn)電機(jī)的操作達(dá)到的，由此對(duì)加壓單元51的推進(jìn)單元67由力傳感器82進(jìn)行力監(jiān)測及調(diào)節(jié)，直到加壓端頭55靠壓在噴射閥20的孔件28上為止。與此同時(shí)地，通過前面的受彈簧壓力的壓罩使噴射閥20朝著夾緊裝置40的對(duì)中滑板44壓緊。由此保證了噴射閥被對(duì)準(zhǔn)在插入的平面中，并且軸向無間隙地被對(duì)中滑板44保持住。
現(xiàn)在進(jìn)給汽缸18給進(jìn)測量裝置30，直到止擋件35碰到噴射閥20及測量棒34觸在閥關(guān)閉體25上。通過測量裝置30的導(dǎo)入同時(shí)地實(shí)現(xiàn)了噴射閥電磁回路的接通。在記錄了噴射閥關(guān)閉體25的下方位置后使測量棒34從閥關(guān)體25上升起，并使噴射閥20的電磁回路啟動(dòng)。由此操作閥針24并使閥關(guān)閉體25從閥座體27上升起。在該閥關(guān)閉體25的位置上，測量棒34重新地觸到閥關(guān)閉體25上并使行程接收器32置成零。通過切斷電磁回路的電壓使噴射閥關(guān)閉體25回到原來的位置上。因此便測得了閥針24的實(shí)際升程值。
現(xiàn)在通過圖中未示出的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)操作推進(jìn)單元67，其中進(jìn)給移動(dòng)將被起到儲(chǔ)能器作用的螺簧81接收。根據(jù)螺簧81的特性曲線，由推進(jìn)單元67的給進(jìn)移動(dòng)在螺簧81中儲(chǔ)存的力將通過力傳感器82作用在加壓桿53上并通過加壓端頭55傳遞到孔件28上，該孔件將由于該作用力、例如最大值為1600至1700牛頓，而彈性地變形。這里壓簧81起到力傳遞件的作用并允許進(jìn)給單元52有快速起動(dòng)及進(jìn)給速度。
圖4a及4b表示用于調(diào)節(jié)噴射閥20的閥升程時(shí)確定由進(jìn)給裝置50要達(dá)到的加壓端頭55的進(jìn)給行程的流程圖。根據(jù)閥針24預(yù)調(diào)節(jié)的實(shí)際升程值及所需的給定升程值將得到作為給定差值的進(jìn)給行程。利用給定差值在加壓過程開始時(shí)，根據(jù)步驟100求得作為給進(jìn)加壓端頭55的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起始步進(jìn)數(shù)量。在步驟101上由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)給進(jìn)所求得的步進(jìn)數(shù)量，并根據(jù)步驟102，將由此達(dá)到的進(jìn)給行程讀入。在下一步驟103上將檢驗(yàn)，進(jìn)給行程的目標(biāo)值的否已達(dá)到。如果該目標(biāo)值未被過到，則根據(jù)步驟104求得一個(gè)新的步進(jìn)數(shù)量并重新對(duì)由該步進(jìn)數(shù)達(dá)到的進(jìn)給行程進(jìn)行測量。步驟101至104將一直重復(fù)進(jìn)行，直到達(dá)到根據(jù)步驟103所求的目標(biāo)值為止。因此步驟101至104被體現(xiàn)為反復(fù)記憶階段。
如果達(dá)到目標(biāo)值，加壓端頭55將返回(步驟105)。這時(shí)孔件28被卸載，由此使孔件28由于彈性變形分量被彈回些。在此狀態(tài)下將根據(jù)步驟106重新測量閥針24的升程，并根據(jù)步驟107檢驗(yàn)，是否該升程位于給定的容差范圍肉。如果該升程在給定容差內(nèi)，則結(jié)束該加壓過程(步驟108)。如果該升程不在給定容差內(nèi)，則根據(jù)步驟109由一個(gè)未示出的計(jì)算單元根據(jù)被第一次進(jìn)給過程達(dá)到的值求出一個(gè)特性曲線。該特性曲線是非線性的，并對(duì)于每個(gè)噴射閥具有一種不同的曲線，它與多種因素有關(guān)，例如與初始升程，孔件28的傾斜狀態(tài)，孔件28的材料及幾何尺寸的差異，回程彈簧行程及由孔件28的焊接產(chǎn)生的可能不同的彈性有關(guān)。
根據(jù)在步驟109求得的特性曲線將用于在步驟110上對(duì)于第二進(jìn)給過程為達(dá)到給定閥升程所必須的步進(jìn)數(shù)量的求值，及在步驟111上計(jì)算作為第二目標(biāo)值的給定進(jìn)給行程。接著步進(jìn)電動(dòng)機(jī)將以由該特性曲線求得的步進(jìn)數(shù)量進(jìn)給(步驟112)并重新測量進(jìn)給行程(步驟113)。在步驟114上將檢驗(yàn)；測量到的進(jìn)給行程是否達(dá)到給定進(jìn)給行程的新目標(biāo)值。如果根據(jù)步驟114的條件沒有被滿足，則根據(jù)步驟115計(jì)算一個(gè)校正步進(jìn)數(shù)量并重復(fù)地進(jìn)行步驟112，113，114及115，直到根據(jù)步驟114的條件被滿足為止。
在步驟116上，加壓端頭55重新返回并由此使孔件28卸載。在卸狀態(tài)下，由測量裝置30再次測得閥針升程(步驟117)。根據(jù)步驟118將檢驗(yàn)該閥針升程是否在容差范圍內(nèi)。如果達(dá)到了該容差范圍，將結(jié)束該加壓過程(步驟119)。
如果求得的閥針升程不在容差范圍內(nèi)，則在步驟120上檢驗(yàn)閥針升程是否仍達(dá)大。如果根據(jù)步驟120的條件未被滿足，即給定閥升程未被超出，并根據(jù)步驟122不再采納該噴射閥。如果相反地該升程仍過大，則在步驟122上詢問進(jìn)給過程的次數(shù)。如果已進(jìn)給了譬如三次，則也根據(jù)步驟121不再采納該噴射閥。如果進(jìn)行了少于三次的進(jìn)給過程，則該程序返回到步驟110，并重新由特性曲線求得用于第三次進(jìn)給過程的步進(jìn)數(shù)量及另一目標(biāo)值。相應(yīng)地重復(fù)進(jìn)行步驟111至122。
該方法并不被局限于對(duì)噴射閥的閥升程的調(diào)整上。它也可用于其中通過變形至少對(duì)行程界限進(jìn)行調(diào)整的所有行程調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.用于調(diào)整一種閥升程、尤其是內(nèi)燃機(jī)噴射閥的閥針升程的裝置，利用該裝置可使在閥外殼中預(yù)調(diào)整的閥座借助于在外殼中軸向的彈性變形被移位，其特征在于設(shè)有一個(gè)進(jìn)給裝置(50)，它在彈性變形的方向上產(chǎn)生用于加壓部件(53，55)的進(jìn)給移動(dòng)；及設(shè)有一個(gè)測量裝置(30)，它求得由于閥座彈性變形而改變的閥升程，并與一預(yù)定的閥值相比較；以及進(jìn)給裝置(50)是可借助于給定值/實(shí)際值的比較被調(diào)節(jié)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在進(jìn)給裝置及加壓部件(53，55)之間設(shè)有一彈簧部件(81)，它在充分利用彈性變形的情況下使進(jìn)給移動(dòng)轉(zhuǎn)變成加壓部件(53，55)的力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于彈簧部件(81)是一個(gè)壓簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在進(jìn)給裝置(50)及加壓部件(53，55)之間設(shè)有一個(gè)力傳感器(82)，借助它并通過一個(gè)設(shè)置的允許初始力可測出加壓部件(53，55)碰觸到閥座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)給裝置(50)包括一個(gè)加壓單元(51)及一個(gè)進(jìn)給單元(52)；加壓單元(51)具有一個(gè)用于加壓部件(53，55)的微摩擦的導(dǎo)向件(56)；及進(jìn)給單元(52)被作成螺旋式推動(dòng)器(67)，它產(chǎn)生出進(jìn)給移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于螺旋式推動(dòng)器(52)由固定于一個(gè)基體(11)上的導(dǎo)向件(65，66)導(dǎo)向；及該螺旋式推動(dòng)器(52)被一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于設(shè)有一個(gè)夾緊裝置(40)，它利用一個(gè)對(duì)中滑板(44)將閥(20)夾緊。
8.根據(jù)權(quán)利權(quán)要求7所述的裝置，其特征在于閥(20)可被對(duì)中滑板(44)帶有軸向間隙地夾持；及進(jìn)給裝置(50)具有一個(gè)壓在閥(20)上的工件支承件(60)，它通過一個(gè)作用于閥(20)的軸向壓力克服了由對(duì)中滑板(44)引起的軸向間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于工件支承件(60)經(jīng)由彈簧支承在進(jìn)給裝置(50)上，其形式是，由該彈簧力產(chǎn)生出軸向壓緊力。
10.用于調(diào)整一種閥升程，尤其是一種噴射閥的閥針升程的方法，利用它借助一個(gè)加壓部件通過彈性變形軸向地推動(dòng)預(yù)調(diào)過的閥座，其特征在于使加壓部件以第一進(jìn)給過程給進(jìn)；并根據(jù)由在第一進(jìn)給過程中達(dá)到的值構(gòu)成的一個(gè)特性曲線，由該特性曲線求得用于至少另一個(gè)進(jìn)給過程的進(jìn)給量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于在第一個(gè)進(jìn)給過程期間由至少兩次接連進(jìn)行的進(jìn)給量及由此達(dá)到的進(jìn)給行程來求得該特性曲線。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特性在于由該特性曲線及現(xiàn)時(shí)的閥升程求得另一個(gè)進(jìn)給量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于在閥座卸載的情況下求得現(xiàn)時(shí)的閥升程。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)數(shù)量被用作進(jìn)給量。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于當(dāng)用第一進(jìn)給過程就達(dá)到了所需閥升程時(shí)，則在第一進(jìn)給過程后就完成了閥座的變形。
全文摘要
本發(fā)明提出用于調(diào)整一種閥升程的裝置及方法，其中在閥(20)的外殼中預(yù)調(diào)整的閥座借助于在外殼中軸向的彈性變形被移位。該裝置設(shè)有一個(gè)進(jìn)給裝置(50)，它在彈性變形的方向上產(chǎn)生用于加壓部件(53，55)的進(jìn)給移動(dòng)，及設(shè)有一個(gè)測量裝置(30)，它求得由于閥座彈性變形而改變的閥升程并與一預(yù)定的閥值相比較，其中進(jìn)給裝置可借助于該給定值/實(shí)際值的比較被調(diào)節(jié)。加壓部件(53，55)用第一進(jìn)給過程及在一定情況下用至少另一進(jìn)給過程被給進(jìn)。由根據(jù)第一進(jìn)給過程達(dá)到的值在一個(gè)重復(fù)記憶階段中構(gòu)成一個(gè)特性曲線，由該特性曲線求得用于每另一個(gè)進(jìn)給過程的另一進(jìn)給量。
文檔編號(hào)F02M51/06GK1128059SQ95190372
公開日1996年7月31日 申請(qǐng)日期1995年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月10日
發(fā)明者京特·渥爾夫, 邁因拉德·費(fèi)德爾, 烏韋·多維戴特, 福爾克爾·哈特曼, 卡爾-海因茨·普夫羅默爾, 馬庫斯·勒里希, 伊麗斯·維斯利塞紐斯 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司