JP2748673B2 - Injection nozzle characteristics measurement device - Google Patents
Injection nozzle characteristics measurement deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、内燃機関の燃料噴射弁等の噴射ノズル特性
を測定する装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for measuring injection nozzle characteristics of a fuel injection valve or the like of an internal combustion engine.
[従来の技術] 内燃機関の燃料噴射弁等の噴射ノズルの特性は、噴射
量制御、あるいは噴射ノズルを駆動させるアクチュエー
タやばね等の設計にも影響する。従って所定の燃料噴射
を実現する上で、その特性を知ることは重要である。こ
の内でも特に、ニードルノズルのリフト量と噴射量との
関係が重要である。[Prior Art] The characteristics of an injection nozzle such as a fuel injection valve of an internal combustion engine affect the injection amount control or the design of an actuator, a spring, or the like for driving the injection nozzle. Therefore, in realizing a predetermined fuel injection, it is important to know its characteristics. Of these, the relationship between the lift amount of the needle nozzle and the injection amount is particularly important.
例えば、燃料噴射ノズルの圧力損失を表すものとし
て、実噴口流量係数αが存在する。このαは各パラメー
タとは次式の関係にある。For example, the actual injection port flow coefficient α exists as a value representing the pressure loss of the fuel injection nozzle. This α has the following relationship with each parameter.
Q=α・f(Δx)・(2g・P/γ)1/2 ここで、Q:噴射量、Δx:ニードルリフト量、f(Δ
x):Δxをパラメータとする開口面積を表す関数、g:
重力加速度、P:燃料圧力と外気圧との圧力差、γ:燃料
の比重量である。Q = α · f (Δx) · (2g · P / γ) 1/2 where Q: injection amount, Δx: needle lift amount, f (Δ
x): a function representing the opening area with Δx as a parameter, g:
Gravitational acceleration, P: pressure difference between fuel pressure and external pressure, γ: specific weight of fuel.
この内、g,P,γは、設定条件や設定寸法であるので、
通常一定であり比較的容易に決定できる。しかし、噴射
量Qとニードルリフト量Δxとは、実際に近い条件で、
現実に燃料を噴射させてニードルリフト量と噴射量Qと
の関係を測定しないと決定できない。Of these, g, P, and γ are set conditions and set dimensions.
It is usually constant and can be determined relatively easily. However, the injection amount Q and the needle lift amount Δx are, under conditions close to actual conditions,
It cannot be determined unless fuel is actually injected and the relationship between the needle lift amount and the injection amount Q is measured.
従って、この関係を求めることができる測定装置が望
まれる。Therefore, a measuring device that can determine this relationship is desired.
従来、燃料噴射ノズルから燃料を噴射させつつ、その
燃料噴射量が所定の噴射量となるように、ニードルノズ
ルの付勢ばね位置を調整ねじの螺入により調節する装置
が知られている。(特開昭61−277869号公報)。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a device in which a biasing spring position of a needle nozzle is adjusted by screwing an adjusting screw so that a fuel injection amount becomes a predetermined injection amount while fuel is injected from a fuel injection nozzle. (JP-A-61-277869).
[発明が解決しようとする課題] この装置は、確かに噴射量調整時に燃料の噴射量を測
定しているが、その調整は、ばね位置を調整して行って
いるのであり、またその調整時に燃料は噴射したままで
ある。しかし実際の燃料噴射では、ばね位置は変動する
ことはなく、噴射したままということもない。従って実
際の燃料噴射とは、かけ離れた方法で測定しているので
ある。さらにニードルリフト量に応じた噴射量を測定し
ているわけでもない。[Problem to be Solved by the Invention] This device certainly measures the fuel injection amount at the time of injection amount adjustment, but the adjustment is performed by adjusting the spring position. Fuel remains injected. However, in actual fuel injection, the spring position does not change and does not remain injected. Therefore, the actual fuel injection is measured in a method far apart from the actual fuel injection. Further, the injection amount according to the needle lift amount is not measured.
さらにニードルノズルのリフト量は測定されていない
ので、リフト量が判明しない。しかも、ばね位置の調整
手段は、付勢ばねを介してニードルノズルと結合してい
る。このため、ばね位置の調整手段の調整量からリフト
位置を判断しようとしても、付勢ばねの伸縮によりニー
ドルノズルの位置は不定となるので、調整量からはニー
ドルノズルのリフト量を決定することはできない。従っ
て、この装置からは、ニードルリフト量と噴射量との関
係は全く判らない。Further, since the lift amount of the needle nozzle is not measured, the lift amount cannot be determined. Moreover, the spring position adjusting means is connected to the needle nozzle via the biasing spring. For this reason, even if an attempt is made to determine the lift position from the adjustment amount of the spring position adjustment means, the position of the needle nozzle is indeterminate due to the expansion and contraction of the biasing spring, so it is not possible to determine the lift amount of the needle nozzle from the adjustment amount. Can not. Therefore, the relationship between the needle lift amount and the injection amount is not at all known from this device.
この他、燃料圧力計を設けて開弁圧の測定や噴射状態
の観察を行うもの(特開昭58−217761号公報)、燃料噴
射量を測定するためにサーボプランジャの移動量を測定
するもの(実開昭60−23248号公報)等が存在するが、
いずれもニードルノズルのリフト量と噴射量との関係は
測定できない。In addition, a fuel pressure gauge is provided to measure the valve opening pressure and observe the injection state (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-217761), and to measure the movement amount of a servo plunger to measure the fuel injection amount. (Japanese Utility Model Publication No. 60-23248),
In any case, the relationship between the lift amount and the injection amount of the needle nozzle cannot be measured.
本発明は前述したような事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は実際に近い噴射条件下でニードルノズ
ルリフト量と噴射量との関係が測定可能な噴射ノズル特
性測定装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an injection nozzle characteristic measuring device capable of measuring a relationship between a needle nozzle lift amount and an injection amount under injection conditions that are close to actual conditions. It is in.
[課題を解決するための手段] 前記の目的を達成するために本発明は、ニードルノズ
ル及びボディノズルから構成される噴射ノズルに液体を
供給すると共に当該噴射ノズルから前記液体を流出させ
てその噴射ノズルの特性を測定する装置であって、測定
動作の間、前記噴射ノズルに供給される液体の圧力を設
定圧力に維持する圧力設定手段と、前記ボディノズルに
対して前記ニードルノズルを所望のリフト量だけ相対移
動させるためのニードル移動手段と、前記ニードル移動
手段によるニードルノズルのリフト量を測定するニード
ルリフト量測定手段と、前記噴射ノズルを流れる液体の
量である噴射流量を連続的に測定可能な噴射流量測定手
段と、前記ニードルリフト量測定手段よって測定された
ニードルリフト量と、前記噴射流量測定手段よって測定
された噴射流量とを、両者間の経時的な相関関係を明示
しながら記録する測定データ記録手段とを備えた噴射ノ
ズル特性測定装置をその要旨とする。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, according to the present invention, a liquid is supplied to an injection nozzle including a needle nozzle and a body nozzle, and the liquid is discharged from the injection nozzle to eject the liquid. An apparatus for measuring characteristics of a nozzle, a pressure setting means for maintaining a pressure of a liquid supplied to the injection nozzle at a set pressure during a measurement operation, and a desired lift of the needle nozzle with respect to the body nozzle. Needle moving means for relative movement by an amount, needle lift measuring means for measuring a lift amount of a needle nozzle by the needle moving means, and an injection flow rate which is an amount of liquid flowing through the injection nozzle can be continuously measured. Injection flow rate measuring means, the needle lift amount measured by the needle lift amount measuring means, and the injection flow rate measuring means Therefore, the gist of the present invention is an injection nozzle characteristic measuring apparatus including a measurement data recording unit for recording the measured injection flow rate and the temporal correlation between the two while clearly indicating the correlation.
[作用] 圧力設定手段は、ノズル特性の測定動作の間、噴射ノ
ズルに供給される液体の圧力を設定圧力に維持する。こ
れにより、液体の供給圧力が一定であるとのノズル特性
測定のための前提条件が整えられる。ニードル移動手段
によって、ボディノズルに対してニードルノズルを相対
移動させるに従い、噴射ノズルの開度が変化し、それに
応じて噴射ノズルを流れる液体の量(即ち噴射流量)も
変化する。このとき、ニードルノズルのリフト量はニー
ドルリフト量測定手段によって測定され、噴射流量は噴
射流量測定手段によって連続的に測定される。このよう
にして測定されたニードルリフト量と噴射流量とは、両
者間の経時的な相関関係を明示しながら測定データ記録
手段によって記録される。従って、ニードルリフト量と
噴射流量との間の経時的な相関関係についてのデータが
正確に得られる。特にニードルノズルはニードル移動手
段によって所望のリフト量に移動されるため、単に特定
のリフト量に停止している状態の噴射流量との関係が把
握できるに留まらず、ニードルノズルが移動する過程に
おける、ニードルリフト量と噴射流量との間のより現実
に即した関係を把握することが可能となる。[Operation] The pressure setting unit maintains the pressure of the liquid supplied to the ejection nozzle at the set pressure during the measurement operation of the nozzle characteristics. Thereby, the precondition for nozzle characteristic measurement that the supply pressure of the liquid is constant is set. As the needle moving means moves the needle nozzle relative to the body nozzle, the opening degree of the injection nozzle changes, and the amount of liquid flowing through the injection nozzle (that is, the injection flow rate) changes accordingly. At this time, the lift amount of the needle nozzle is measured by the needle lift amount measuring means, and the injection flow rate is continuously measured by the injection flow rate measuring means. The needle lift amount and the injection flow rate measured in this way are recorded by the measurement data recording means while clearly showing a temporal correlation between the two. Therefore, data on the correlation over time between the needle lift amount and the injection flow rate can be accurately obtained. In particular, since the needle nozzle is moved to a desired lift amount by the needle moving means, it is not only possible to grasp the relationship with the injection flow rate in a state where the needle nozzle is stopped at a specific lift amount, but in the process of moving the needle nozzle, It is possible to grasp a more realistic relationship between the needle lift amount and the injection flow rate.
[第一実施例] 以下、本発明を具体化した第一実施例を説明する。本
発明はこれらに限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲の種々の態様のものが含まれる。First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. The present invention is not limited to these, and includes various embodiments in a range not departing from the gist thereof.
第1〜3図に本実施例の燃料噴射ノズル特性測定装置
を示す。なお、第1図は全体概略構成図、第2図はその
測定部の正面方向縦断面図、第3図はその右側面方向縦
断面図を表している。1 to 3 show a fuel injection nozzle characteristic measuring apparatus according to the present embodiment. 1 is an overall schematic configuration diagram, FIG. 2 is a vertical sectional view in the front direction of the measuring unit, and FIG. 3 is a vertical sectional view in the right side direction of the measuring unit.
本特性測定装置は、圧力設定部1、測定部3及び演算
部5を備えている。圧力設定部1にては、油圧ポンプモ
ータ7にて駆動される油圧ポンプ9が、油タンク11の作
動油13を汲み上げ、リリーフ弁15にて所定の圧力に設定
し、サーボバルブ17を介してサーボシリンダ19のピスト
ン19aで隔てられた左室19bまたは右室19cに圧送してい
る。サーボシリンダ19のロッド19dは圧力発生シリンダ2
1のロッド21aと連結し、両者19d、21aは一体となってい
る。なお、油圧ポンプ9の出口には圧力計22が設けら
れ、設定油圧が観察可能となっている。This characteristic measuring device includes a pressure setting unit 1, a measuring unit 3, and a calculating unit 5. In the pressure setting unit 1, a hydraulic pump 9 driven by a hydraulic pump motor 7 pumps up a hydraulic oil 13 in an oil tank 11, sets a predetermined pressure with a relief valve 15, and sets a predetermined pressure through a servo valve 17. The pressure is fed to the left chamber 19b or the right chamber 19c separated by the piston 19a of the servo cylinder 19. The rod 19d of the servo cylinder 19 is the pressure generating cylinder 2
One rod 21a is connected, and both 19d and 21a are integrated. A pressure gauge 22 is provided at the outlet of the hydraulic pump 9 so that the set hydraulic pressure can be observed.
圧力発生シリンダ21のピストン21bの図面右側に設け
られた燃料室21cには、燃料ポンプモータ23にて駆動さ
れる燃料ポンプ25により燃料タンク27から汲み上げられ
た燃料29が、チェック弁31を介して供給されている。ま
たその燃料29はリザーバタンク33、及び測定部3側にも
供給されている。In a fuel chamber 21c provided on the right side of the piston 21b of the pressure generating cylinder 21 in the drawing, fuel 29 pumped from a fuel tank 27 by a fuel pump 25 driven by a fuel pump motor 23 passes through a check valve 31. Supplied. The fuel 29 is also supplied to the reservoir tank 33 and the measuring section 3 side.
リザーバタンク33には圧力計35と圧力変換器37とが設
けられており、圧力計35によりリザーバタンク33内の燃
料29の圧力が観察可能とされている。また、圧力変換器
37により検出された圧力データは動歪計39により電圧信
号としてサーボアンプ41に出力される。サーボアンプ41
は、動歪計39からの電圧と制御電源43に設定されている
電圧とを比較し、その結果に基づいて、サーボバルブ17
を切り換え制御している。The reservoir tank 33 is provided with a pressure gauge 35 and a pressure converter 37, and the pressure of the fuel 29 in the reservoir tank 33 can be observed by the pressure gauge 35. Also a pressure transducer
The pressure data detected by 37 is output to the servo amplifier 41 as a voltage signal by the dynamic strain meter 39. Servo amplifier 41
Compares the voltage from the dynamic strain meter 39 with the voltage set in the control power supply 43, and, based on the result,
Is switched.
サーボバルブ17は、4ポート3位置弁であり、上記電
圧の比較により同一電圧である場合には、サーボアンプ
41により中央位置17aとされる。この中央位置17aの場合
には、油圧ポンプ9とサーボシリンダ19との間が遮断さ
れて、サーボシリンダ19内の油圧が維持される。The servo valve 17 is a four-port three-position valve.
The center position 17a is set by 41. In the case of the center position 17a, the communication between the hydraulic pump 9 and the servo cylinder 19 is shut off, and the hydraulic pressure in the servo cylinder 19 is maintained.
動歪計39側の電圧の方が低い場合、即ちリザーバタン
ク33内の燃料圧力が設定圧力よりも低い場合には、サー
ボバルブ17は図の左側のオフセット位置17bとされる。
左側のオフセット位置17bでは、油圧ポンプ9からの作
動油13がサーボシリンダ19の左室19bに供給され、右室1
9cは油タンク11に開放されて、その差圧がピストン19a
を図の右側方向に付勢させる。この圧力が圧力発生シリ
ンダ21のピストン21bにかかり、燃料室21c内の燃料を増
圧させる。従って燃料室21cに連通しているリザーバタ
ンク33の燃料も、測定部3側に供給されている燃料も増
圧する。When the voltage on the dynamic strain meter 39 side is lower, that is, when the fuel pressure in the reservoir tank 33 is lower than the set pressure, the servo valve 17 is set to the offset position 17b on the left side in the drawing.
At the left offset position 17b, the hydraulic oil 13 from the hydraulic pump 9 is supplied to the left chamber 19b of the servo cylinder 19 and the right chamber 1
9c is opened to the oil tank 11 and the differential pressure is
Is biased rightward in the figure. This pressure is applied to the piston 21b of the pressure generating cylinder 21 to increase the pressure of the fuel in the fuel chamber 21c. Therefore, the pressure of the fuel in the reservoir tank 33 communicating with the fuel chamber 21c and the pressure of the fuel supplied to the measuring section 3 also increase.
燃料圧力が設定圧力になるまでこの状態が続き、燃料
圧力が設定圧力になると、動歪計39と制御電源43との電
圧が同一となり、サーボバルブ17は中央位置17aに戻さ
れ、サーボシリンダ19の圧力状態が維持される。This state continues until the fuel pressure reaches the set pressure.When the fuel pressure reaches the set pressure, the voltages of the dynamic strain gauge 39 and the control power supply 43 become the same, the servo valve 17 returns to the center position 17a, and the servo cylinder 19 Is maintained.
逆にリザーバタンク33内の燃料圧力が設定圧力以上に
なると、動歪計39の出力する電圧が大きくなる。このた
め、サーボアンプ41は動歪計39と制御電源43との電圧が
同一となるよう、即ちリザーバタンク33内の燃料圧力が
低下するように、サーボバルブ17を図の右側のオフセッ
ト位置17cに切り換える。右側のオフセット位置17cで
は、油圧ポンプ9からの作動油13がサーボシリンダ19の
右室19cに供給され、左室19bは油タンク11に開放され
て、その差圧がピストン19aを図の左側方向に付勢させ
る。従って、圧力発生シリンダ21の燃料室21c内を減圧
させることになる。燃料圧力が設定圧力になるまで、こ
の状態が続き、動歪計39と制御電源43との電圧が同一と
なると、サーボバルブ17は中央位置に戻され、サーボシ
リンダ19の圧力状態が維持される。Conversely, when the fuel pressure in the reservoir tank 33 exceeds the set pressure, the voltage output from the dynamic strain meter 39 increases. Therefore, the servo amplifier 41 moves the servo valve 17 to the offset position 17c on the right side of the figure so that the voltage of the dynamic strain gauge 39 and the voltage of the control power supply 43 become the same, that is, the fuel pressure in the reservoir tank 33 decreases. Switch. At the right offset position 17c, the hydraulic oil 13 from the hydraulic pump 9 is supplied to the right chamber 19c of the servo cylinder 19, the left chamber 19b is opened to the oil tank 11, and the differential pressure causes the piston 19a to move in the left direction in the figure. Energize. Therefore, the pressure inside the fuel chamber 21c of the pressure generating cylinder 21 is reduced. This state continues until the fuel pressure reaches the set pressure, and when the voltages of the dynamic strain gauge 39 and the control power supply 43 become the same, the servo valve 17 is returned to the center position, and the pressure state of the servo cylinder 19 is maintained. .
このようにして圧力設定部1は、制御電源43にて設定
された圧力へ燃料圧力を制御して測定部3側に供給して
いる。Thus, the pressure setting unit 1 controls the fuel pressure to the pressure set by the control power supply 43 and supplies the fuel pressure to the measuring unit 3 side.
測定部3は、第2,3図に示すごとく、噴射ノズル取付
部1a、ニードルリフト量測定部1b、ニードル推力測定部
1c、ニードル移動部1d、及び燃料流量測定部1eを備えて
いる。これらは基台45の垂直プレート45aに固定されて
いる。As shown in FIGS. 2 and 3, the measuring section 3 includes an injection nozzle attaching section 1a, a needle lift measuring section 1b, and a needle thrust measuring section.
1c, a needle moving unit 1d, and a fuel flow measuring unit 1e. These are fixed to a vertical plate 45a of the base 45.
噴射ノズル取付部1aは、ノズル取付基台47とその円筒
状噴射弁収納部47aの外周螺刻面に螺合するナットノズ
ルリテーニング49とを備え、測定対象である噴射ノズル
51を水平面に対して垂直上方に噴射する姿勢で固定して
いる。この固定は、噴射弁収納部47aの内底部へスペー
サ部材53をはめ込んだ後、噴射ノズル51の基部側を挿入
しナットノズルリテーニング49の貫通孔に噴射ノズル51
の先端を挿通させて、ナットノズルリテーニング49を噴
射弁収納部47aの外周螺刻面に螺合させることにより行
う。なお、噴射ノズル51は、ボディノズル51aとその内
部のニードルノズル51bとから構成されており、ボディ
ノズル51aとニードルノズル51bとの間には油だまり部51
cが設けられている。この油だまり部51cは、ノズル取付
基台47に設けられたポート47b、及び3つの燃料通路47
c,53a,51dにより、リザーバタンク33と連通している。
従って、リザーバタンク33と同圧の燃料で満たされてい
る。The injection nozzle mounting portion 1a includes a nozzle mounting base 47 and a nut nozzle retaining 49 screwed to an outer threaded surface of the cylindrical injection valve housing portion 47a, and the injection nozzle to be measured.
51 is fixed in a posture of jetting vertically upward with respect to the horizontal plane. This fixing is performed by inserting the spacer member 53 into the inner bottom portion of the injection valve housing portion 47a, then inserting the base side of the injection nozzle 51 and inserting the injection nozzle 51 into the through hole of the nut nozzle retaining 49.
The nut nozzle retaining 49 is screwed into the threaded outer peripheral surface of the injection valve housing part 47a by inserting the tip of the nut into the nozzle nozzle retaining 49. The injection nozzle 51 includes a body nozzle 51a and a needle nozzle 51b inside the body nozzle 51a, and an oil reservoir 51 is provided between the body nozzle 51a and the needle nozzle 51b.
c is provided. The oil sump portion 51c is provided with a port 47b provided in the nozzle mounting base 47 and three fuel passages 47.
It communicates with the reservoir tank 33 by c, 53a, 51d.
Therefore, the reservoir tank 33 is filled with the same pressure fuel.
ノズル取付基台47は、噴射弁収納部47aの内底部に開
口し反対側に貫通する摺動孔55を備えている。この摺動
孔55内にはプレッシャピン57が摺動可能に挿入されてい
る。プレッシャピン57の上部突出端57aの先端面は球面
状をなし、ニードルノズル51bの下端平面と点接触して
いる。またプレッシャピン57の下部突出端57bには強磁
性体からなる円板状のセンサプレート59が嵌合して固定
されている。従ってセンサプレート59はプレッシャピン
57の移動に伴って移動する。The nozzle mounting base 47 is provided with a sliding hole 55 which is opened at the inner bottom of the injection valve housing 47a and penetrates on the opposite side. A pressure pin 57 is slidably inserted into the sliding hole 55. The distal end surface of the upper protruding end 57a of the pressure pin 57 has a spherical shape and is in point contact with the lower end plane of the needle nozzle 51b. A disc-shaped sensor plate 59 made of a ferromagnetic material is fitted and fixed to the lower protruding end 57b of the pressure pin 57. Therefore, the sensor plate 59 is a pressure pin
Moves with 57 moves.
ニードルリフト量測定部1bは、このセンサプレート59
と、隣接のストロークセンサ61とで構成されている。ス
トロークセンサ61は基台45側に固定されているので、プ
レッシャピン57の移動により、センサプレート59との間
隙が変化する。ストロークセンサ61はこの間隙の距離を
自身の備える電気コイルの磁界の変化から検出し、距離
に応じた電気信号を出力する。The needle lift amount measuring unit 1b uses the sensor plate 59
And an adjacent stroke sensor 61. Since the stroke sensor 61 is fixed to the base 45 side, the movement of the pressure pin 57 changes the gap between the stroke sensor 61 and the sensor plate 59. The stroke sensor 61 detects the distance of the gap from a change in the magnetic field of the electric coil provided therein, and outputs an electric signal corresponding to the distance.
ニードル推力測定部1cは、ロードセル63、リーク燃料
受け部65、スライドシャフト67、2つのスライドベアリ
ング69及びそのハウジング71を備えている。ロードセル
63の受圧部63aの先端は球面状をなし、前記プレッシャ
ピン57の下部突出端57bの平面状端面に点接触してい
る。このロードセル63は基台63bを介してスライドシャ
フト67の上端部67aにボルト等で固定されている。リー
ク燃料受け部65は基台63bにボルト等で固定され、その
周壁65aはロードセル63を包囲している。スライドシャ
フト67はスライドベアリング69にて支持されているの
で、その軸位置を維持したまま所望の上下位置に移動す
ることが可能である。The needle thrust measuring section 1c includes a load cell 63, a leak fuel receiving section 65, a slide shaft 67, two slide bearings 69, and a housing 71 thereof. Load cell
The distal end of the pressure receiving portion 63a has a spherical shape and is in point contact with the planar end surface of the lower protruding end 57b of the pressure pin 57. The load cell 63 is fixed to the upper end 67a of the slide shaft 67 via a base 63b with bolts or the like. The leak fuel receiving portion 65 is fixed to the base 63b with bolts or the like, and its peripheral wall 65a surrounds the load cell 63. Since the slide shaft 67 is supported by the slide bearing 69, it can be moved to a desired vertical position while maintaining its axial position.
なお、噴射ノズル取付部1aのノズル取付基台47と、ニ
ードルリフト量測定部1bのストロークセンサ61とは、ニ
ードル推力測定部1cのハウジング71に固定されている。The nozzle mounting base 47 of the injection nozzle mounting portion 1a and the stroke sensor 61 of the needle lift measuring unit 1b are fixed to the housing 71 of the needle thrust measuring unit 1c.
ニードル移動部1dは、プレッシャシャフト73、送りね
じ75、ウォームホイール77、ウォーム79及びハンドル80
を備えている。これらの構成はギヤボックス81中に収納
されている。プレッシャシャフト73は、摺動孔部材81a
の中心部に設けられた摺動孔81bに、上下方向に摺動自
在に挿入されている。この摺動孔部材81aはボルト82で
ギヤボックス81と一体化されている。プレッシャシャフ
ト73の上端は球面状をなし、前記スライドシャフト67の
下端平面に点接触している。The needle moving unit 1d includes a pressure shaft 73, a feed screw 75, a worm wheel 77, a worm 79, and a handle 80.
It has. These components are housed in a gear box 81. The pressure shaft 73 includes a sliding hole member 81a.
Is slidably inserted in a vertical direction into a slide hole 81b provided at the center of the. The sliding hole member 81a is integrated with the gear box 81 by bolts. The upper end of the pressure shaft 73 has a spherical shape and is in point contact with the lower end plane of the slide shaft 67.
一方、上端側よりも小径の下端側の外周面には、ねじ
状に螺刻部73aが形成され、送りねじ75の中心のねじ孔7
5aと螺合している。なお、プレッシャシャフト73の上端
側には軸方向に摺動溝73bが設けられ、摺動孔部材81aか
ら突出するピン81cが挿入されている。従ってプレッシ
ャシャフト73は、上下方向の摺動は可能であるが、回転
は規制されている。On the other hand, a threaded portion 73a is formed in a screw shape on the outer peripheral surface on the lower end side having a smaller diameter than the upper end side, and the screw hole 7 at the center of the feed screw 75 is formed.
It is screwed with 5a. A sliding groove 73b is provided in the upper end side of the pressure shaft 73 in the axial direction, and a pin 81c protruding from the sliding hole member 81a is inserted. Therefore, the pressure shaft 73 can slide in the vertical direction, but its rotation is restricted.
送りねじ75はスペーサ75bを介して、ボルト75cにてウ
ォームホイール77に固定されている。ウォームホイール
77はベアリング77aを介して摺動孔部材81aにて回転自在
に支持されている。このウォームホイール77に歯合して
いるウォーム79はハンドル80と直結し、ハンドル80によ
り、左右回転自在に操作可能である。The feed screw 75 is fixed to the worm wheel 77 with a bolt 75c via a spacer 75b. Worm wheel
77 is rotatably supported by a sliding hole member 81a via a bearing 77a. The worm 79 meshed with the worm wheel 77 is directly connected to the handle 80, and can be operated by the handle 80 so as to be rotatable left and right.
従って、操作者がハンドル80を右方向(矢印A方向)
に回転操作すると、ウォーム79が右回転し、このことに
よりウォームホイール77は、上方から見て左回転する。
同時に送りねじ75も左回転するが、送りねじ75に螺合し
ているプレッシャシャフト73はピン81cのため回転でき
ないので、送りねじ75のねじ孔75aとプレッシャシャフ
ト73の螺刻部73aとの螺合面で摺動が起こり、プレッシ
ャシャフト73が下方に移動することになる。Therefore, the operator moves the handle 80 rightward (in the direction of arrow A).
The worm 79 rotates clockwise, which causes the worm wheel 77 to rotate counterclockwise when viewed from above.
At the same time, the feed screw 75 also rotates counterclockwise, but since the pressure shaft 73 screwed to the feed screw 75 cannot rotate due to the pin 81c, the screw between the screw hole 75a of the feed screw 75 and the threaded portion 73a of the pressure shaft 73 is formed. Sliding occurs at the mating surface, and the pressure shaft 73 moves downward.
プレッシャシャフト73は、スライドシャフト67、ロー
ドセル63及びプレッシャピン57を介してニードルノズル
51bを支えているので、ニードルノズル51bが下方向の力
を受けていれば、ニードルノズル51bはプレッシャシャ
フト73の移動量と同一量移動することになる。プレッシ
ャシャフト73の移動量はハンドル80の回転量で調整でき
るので、リフト量はハンドル80にて任意に調整できるこ
とになる。The pressure shaft 73 is connected to the needle nozzle via the slide shaft 67, the load cell 63, and the pressure pin 57.
Since the needle nozzle 51b receives the downward force, the needle nozzle 51b moves by the same amount as the movement amount of the pressure shaft 73 because the needle nozzle 51b receives the downward force. Since the amount of movement of the pressure shaft 73 can be adjusted by the amount of rotation of the handle 80, the amount of lift can be arbitrarily adjusted with the handle 80.
燃料流量測定部1eは、流量計83、圧力計85及び可変絞
り弁87を備えている。この内、流量計83は噴射ノズル51
から噴射されて来る燃料の流量を電気信号として出力し
ている。なお、可変絞り弁87は燃料噴射の際の背圧を1k
g/cm2以上に設定し燃料内の気泡を減少させて流量計83
の検出値への影響を無くすためのものである。The fuel flow measuring unit 1e includes a flow meter 83, a pressure gauge 85, and a variable throttle valve 87. Among them, the flow meter 83 is the injection nozzle 51
It outputs the flow rate of the fuel injected from the ECU as an electric signal. The variable throttle valve 87 reduces the back pressure during fuel injection by 1 k.
g / cm 2 or more to reduce bubbles in the fuel
This is to eliminate the influence on the detected value.
測定データ記録手段を構成する演算部5は、演算回路
89、表示装置91及びプロッタ93を備える。演算回路89
は、ストロークセンサ61、ロードセル63及び流量計83か
らの電気信号を受けて所定の演算をし、その結果を表示
装置91あるいはプロッタ93に文字やグラフとして出力す
るものである。本実施例では上記電気信号から得られる
距離データ、推力データ及び流量データのタイミングチ
ャートをプロッタ93に出力する。The calculation unit 5 constituting the measurement data recording means includes a calculation circuit
89, a display device 91 and a plotter 93. Arithmetic circuit 89
Receives electric signals from the stroke sensor 61, the load cell 63, and the flow meter 83, performs predetermined calculations, and outputs the results to the display device 91 or the plotter 93 as characters or graphs. In this embodiment, a timing chart of distance data, thrust data, and flow rate data obtained from the electric signal is output to the plotter 93.
本特性測定装置は、この他に適宜の位置にクーラ95,9
7及びフィルタ99,101を備えている。In addition to this, the characteristic measurement device
7 and filters 99 and 101.
次に本実施例の特性測定装置を用いた測定の一例につ
いて説明する。なお、測定中の各検出値のタイミングチ
ャートを第4図に示す。Next, an example of measurement using the characteristic measuring device of this embodiment will be described. FIG. 4 shows a timing chart of each detection value during measurement.
まず、制御電源43を調節して、燃料圧力を200kg/cm2
に設定する。燃料圧力が安定すれば、次にハンドル80の
回転を開始する。最初は、ニードルノズル51bがボディ
ノズル51aのシート部に着座しているとともに、ハンド
ル80側からの圧力がかかっているため、制御ノズル51が
開く前には、ハンドル80を回転させるにつれて、ロード
セル63にて検出されるニードル推力Fは一旦低下する
(t0〜t1)。そして次にプレッシャシャフト73の下方移
動に伴い、スライドシャフト67、ロードセル63及びプレ
ッシャピン57もニードル推力(圧力)Fにより相互に接
触状態を維持しながら下方へ移動する。First, adjust the control power supply 43 to reduce the fuel pressure to 200 kg / cm 2
Set to. When the fuel pressure is stabilized, the rotation of the handle 80 is started next. Initially, the needle nozzle 51b is seated on the seat portion of the body nozzle 51a, and pressure is applied from the handle 80 side.Before the control nozzle 51 opens, as the handle 80 rotates, the load cell 63 The needle thrust F detected at (1) temporarily decreases (t0 to t1). Then, as the pressure shaft 73 moves downward, the slide shaft 67, the load cell 63, and the pressure pin 57 also move downward while maintaining contact with each other due to the needle thrust (pressure) F.
このときボディノズル51aとニードルノズル51bとの間
の油だまり部51cの燃料圧力による下方への推力によ
り、ニードルノズル51bの下端面は、下方に移動して行
くプレッシャピン57の上部突出端57aへの接触状態を維
持しようとする。従ってニードルノズル51bはプレッシ
ャピン57とともに下方に移動することになる。このため
ニードルノズル51bの先端面部がボディノズル51aから離
れ始める(t1)。離れ始めると、いままで流量計83側の
低圧を受けていたニードルノズル51bの先端にも高圧の
燃料圧力が作用する。このため第4図に示すごとく、ニ
ードル推力Fは上昇して行く。At this time, due to the downward thrust by the fuel pressure of the oil sump portion 51c between the body nozzle 51a and the needle nozzle 51b, the lower end surface of the needle nozzle 51b moves to the upper projecting end 57a of the pressure pin 57 moving downward. Try to maintain the contact state. Therefore, the needle nozzle 51b moves downward together with the pressure pin 57. For this reason, the tip end surface of the needle nozzle 51b starts to separate from the body nozzle 51a (t1). When starting to separate, the high pressure fuel pressure also acts on the tip of the needle nozzle 51b that has been receiving the low pressure on the flow meter 83 side. Therefore, as shown in FIG. 4, the needle thrust F increases.
以後、ニードルノズル51bはプレッシャピン57ととも
に下方に移動するので、ハンドル80の回転に比例してニ
ードルリフト量は増加して行く。その増加の途中(t2)
で、リフト量が十分に大きくなれば、ニードルノズル51
b先端への燃料圧力は最大となり、その結果、ニードル
推力Fは最大値に達する。また前後して開口面積も最大
となるので噴射流量Qも最大値に達する。従ってハンド
ル80の回転を停止するまで、ニードルリフト量は直線的
に増加して行くが、ニードル推力Fと噴射流量Qとは変
化しなくなる。そしてハンドル80の回転を停止すると、
ニードルリフト量も増加を停止する(t3)。Thereafter, the needle nozzle 51b moves downward together with the pressure pin 57, so that the needle lift increases in proportion to the rotation of the handle 80. During the increase (t2)
If the lift becomes sufficiently large, the needle nozzle 51
b The fuel pressure at the tip becomes maximum, and as a result, the needle thrust F reaches the maximum value. Further, since the opening area becomes maximum before and after, the injection flow rate Q also reaches the maximum value. Therefore, the needle lift increases linearly until the rotation of the handle 80 is stopped, but the needle thrust F and the injection flow rate Q do not change. And when the rotation of the handle 80 stops,
The needle lift also stops increasing (t3).
次にハンドル80の左への回転を開始する(t4)と、プ
レッシャピン57は押し上げられ、ニードル推力F、噴射
流量Q及びニードルリフト量はいままでとは逆のパター
ンで元へ戻って行く。そしてニードルノズル51bがボデ
ィノズル51aのシート部に着座すれば(t5)、ハンドル8
0の回転を停止する。ただし、着座後、摩擦等によりハ
ンドル80側から少し圧力が加わったままとなるので、ロ
ードセル63の出力値としては少し上昇する。Next, when the rotation of the handle 80 to the left is started (t4), the pressure pin 57 is pushed up, and the needle thrust F, the injection flow rate Q, and the needle lift return to the original pattern in the reverse pattern. When the needle nozzle 51b is seated on the seat portion of the body nozzle 51a (t5), the handle 8
Stop 0 rotation. However, after seating, a little pressure is applied from the handle 80 side due to friction or the like, so that the output value of the load cell 63 slightly increases.
本実施例によれば、上述のごとく、ニードルノズル51
bの静的な状態ばかりでなく、動的な状態でのニードル
リフト量と噴射流量Qとの関係が判明する。さらにロー
ドセル63がプレッシャピン57とスライドシャフト67との
間でニードル推力Fを測定しているため、ニードル推力
Fとの関係も同時に判明する。従って、実噴口流量係数
α等も正確な値を求めることが可能となり、燃料噴射弁
のアクチュエータ等の設計に有用なデータを提供でき
る。According to the present embodiment, as described above, the needle nozzle 51
The relationship between the needle lift amount and the injection flow rate Q in the dynamic state as well as the static state in b is clarified. Further, since the load cell 63 measures the needle thrust F between the pressure pin 57 and the slide shaft 67, the relationship with the needle thrust F can be determined at the same time. Therefore, it is possible to obtain an accurate value of the actual injection port flow coefficient α and the like, and it is possible to provide useful data for designing an actuator of the fuel injection valve.
またニードル推力Fは、ボディノズル51aとニードル
ノズル51bとの間、及びノズル取付基台47とプレッシャ
ピン57との間での摺動時の摩擦力により異なる場合があ
る。すなわち、第4図中L1にて往路を、L2にて復路を示
すと、これらの往路L1と復路L2との間で段差dが生ず
る。ノズル取付基台47とプレッシャピン57との間の摩擦
力が無視できるように設定しておけば、前記段差dの1/
2は、ボディノズル51aとニードルノズル51bとの間の摩
擦力を表しているので、摩擦力の測定が可能となる。ま
たこの摩擦力が現れている際の、実際のニードル推力Fa
は、往路L1で測定されたニードル推力Fbにd/2を加えた
値(Fb+d/2)となる。Further, the needle thrust F may vary depending on the frictional force when sliding between the body nozzle 51a and the needle nozzle 51b and between the nozzle mounting base 47 and the pressure pin 57. In other words, in FIG. 4, if L1 indicates a forward path and L2 indicates a return path, a step d occurs between the forward path L1 and the return path L2. If the frictional force between the nozzle mounting base 47 and the pressure pin 57 is set to be negligible, 1/1 / the step d is set.
2 represents the frictional force between the body nozzle 51a and the needle nozzle 51b, so that the frictional force can be measured. The actual needle thrust Fa when this friction force appears
Is a value (Fb + d / 2) obtained by adding d / 2 to the needle thrust Fb measured in the forward path L1.
また油だまり部51cの燃料は一部がその圧力により、
ボディノズル51aとニードルノズル51bとの間隙から漏出
するが、この燃料は、スペーサ部材53及びノズル取付基
台47とプレツシャピン57との間隙を通過しさらにセンサ
プレート59の上面を流れ、センサプレート59の縁から垂
下してリーク燃料受け部65に溜まる。この漏出燃料は排
出口65bから排出されるのでこの流量を測定すれば、噴
射ノズル51のリーク量も測定することができる。Also, part of the fuel in the oil sump 51c is
The fuel leaks from the gap between the body nozzle 51a and the needle nozzle 51b, but this fuel passes through the spacer member 53 and the gap between the nozzle mounting base 47 and the pressure pin 57, and further flows on the upper surface of the sensor plate 59. It hangs down from the edge and accumulates in the leak fuel receiving portion 65. Since this leaked fuel is discharged from the discharge port 65b, if the flow rate is measured, the leak amount of the injection nozzle 51 can also be measured.
また上記実施例は手動にてハンドルを回転操作して測
定したが、勿論、各種の回転駆動装置を用い、制御装置
のコントロール下にて、設定パターンにしたがってニー
ドルノズル51bを移動させることにより、すべて全自動
で測定を実行させるようにしてもよい。Further, in the above embodiment, measurement was performed by manually rotating the handle, but of course, by moving the needle nozzle 51b according to the set pattern under the control of the control device using various rotation driving devices, The measurement may be performed fully automatically.
[第二実施例] 次に、本発明の第二実施例を第5〜9図に従って説明
する。第5図は噴射ノズル特性測定装置における圧力設
定部1及び測定部3の部分概略構成図、第6図は噴射ノ
ズル取付部1aの部分拡大断面図である。Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a partial schematic configuration diagram of the pressure setting unit 1 and the measurement unit 3 in the injection nozzle characteristic measuring device, and FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of the injection nozzle attachment unit 1a.
本実施例では燃料の流量を測定するための流量計83の
取付位置、及び噴射弁収納部47aの内底部に嵌め込まれ
たスペーサ部材53の形状が前記第一実施例と異なってお
り、他の構成は第一実施例と同じである。以下に、これ
らの相違点について第一実施例と対比しながら説明す
る。In this embodiment, the mounting position of the flow meter 83 for measuring the flow rate of the fuel, and the shape of the spacer member 53 fitted into the inner bottom of the injection valve housing 47a are different from those of the first embodiment, The configuration is the same as in the first embodiment. Hereinafter, these differences will be described in comparison with the first embodiment.
第一実施例では第1図に示すように流量計83を噴射ノ
ズル51の下流側に取付け、この噴射ノズル51からの噴射
燃料の流量を測定するようにした。このようにすると、
噴射ノズル51から燃料が噴射されるときに、同燃料の圧
力が約200kg/cm2から急激に低下し、その結果、同燃料
内に含有している気泡が膨張して流量計83の測定精度に
影響を及ぼすおそれがある。このため、第一実施例で
は、可変絞り弁87によって燃料噴射の際の背圧を1kg/cm
2以上(約5kg/cm2)に設定し、燃料内の気泡の量を減少
させて前記問題点に対処している。In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a flow meter 83 is mounted on the downstream side of the injection nozzle 51, and the flow rate of the injected fuel from the injection nozzle 51 is measured. This way,
When the fuel is injected from the injection nozzle 51, the pressure of the fuel rapidly drops from about 200 kg / cm 2 , and as a result, the bubbles contained in the fuel expand and the measurement accuracy of the flow meter 83 increases. May be affected. For this reason, in the first embodiment, the back pressure at the time of fuel injection by the variable throttle valve 87 is 1 kg / cm
It is set to 2 or more (approximately 5 kg / cm 2 ) to reduce the amount of bubbles in the fuel to address the above problem.
ところが、このように可変絞り弁87で背圧を生じさせ
ても、気泡の膨張による測定精度への影響を完全に無く
すことは難しい。これは次のような理由による。However, even if the back pressure is generated by the variable throttle valve 87, it is difficult to completely eliminate the influence of the expansion of the bubble on the measurement accuracy. This is for the following reasons.
第7図はニードルリフト量と背圧Pとの関係、及びニ
ードルリフト量と噴射流量Qとの関係を示す図であり、
この図から、噴射流量最大時(ニードルリフト量が大き
い時、図中一点鎖線より右側部分)の背圧は約5kg/cm2
であるが、ニードルノズル51bが開き始めた時(ニード
ルリフト量が小さい時、図中一点鎖線より左側部分)に
は背圧がほとんどかからないことがわかる。そのため、
燃料の噴射開始時には背圧による効果がほとんど見られ
ず流量計83における測定精度が低い。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the needle lift amount and the back pressure P, and the relationship between the needle lift amount and the injection flow rate Q;
From this figure, the back pressure at the maximum injection flow rate (when the needle lift is large, the right side of the dashed line in the figure) is about 5 kg / cm 2
However, it can be seen that when the needle nozzle 51b starts to open (when the needle lift is small, the portion on the left side of the chain line in the figure), almost no back pressure is applied. for that reason,
At the start of fuel injection, the effect of the back pressure is hardly observed, and the measurement accuracy of the flow meter 83 is low.
さらに、ニードルノズル51bがある程度上動した後に
おいても、約5kg/cm2の背圧では気泡の膨張を無くすに
は不十分であり、この膨張が計測精度に影響するおそれ
がある。なお、可変絞り弁87を強く絞って背圧を上げる
ことが考えられるが、このようにすると背圧が流量に影
響するので好ましくない。Furthermore, even after the needle nozzle 51b has moved up to some extent, a back pressure of about 5 kg / cm 2 is not enough to eliminate the expansion of bubbles, and this expansion may affect measurement accuracy. It is conceivable to increase the back pressure by strongly reducing the variable throttle valve 87, but this is not preferable because the back pressure affects the flow rate.
そこで、第二実施例では、第5図に示すように前記流
量計83を高圧(200kg/cm2)ライン内であるリザーバタ
ンク33と噴射ノズル51との間に介在させた。このように
すると流量計83前後の燃料圧力の差がほぼ0となり、急
激な圧力変化による燃料内の気泡の膨張をなくすことが
できる。従って、この実施例によれば流量計83の測定精
度を第一実施例よりも向上させることができる。Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 5, the flow meter 83 is interposed between the reservoir tank 33 and the injection nozzle 51 in a high-pressure (200 kg / cm 2 ) line. By doing so, the difference between the fuel pressures before and after the flow meter 83 becomes almost zero, and it is possible to eliminate the expansion of the bubbles in the fuel due to the rapid pressure change. Therefore, according to this embodiment, the measurement accuracy of the flow meter 83 can be improved as compared with the first embodiment.
また、前記第一実施例では第1図に示すように、スペ
ーサ部材53にニードルノズル51bの下動を規制する機能
がなく、従って、同ニードルノズル51bはプレッシャピ
ン57と常に一体となって下方へ移動する。このため、各
部での燃料のリーク量、例えばボディノズル51aに対す
るニードルノズル51bの摺動部分でのリーク量を流量計8
3で測定できない。In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the spacer member 53 has no function of restricting the downward movement of the needle nozzle 51b. Move to. Therefore, the amount of fuel leakage at each part, for example, the amount of leakage at the sliding portion of the needle nozzle 51b with respect to the body nozzle 51a, is
3 cannot be measured.
これに対し第二実施例では、第6図に示すように、プ
レッシャピン57の上部突出端57aをニードルノズル51bの
下端部よりも小径とするとともに、同上部突出端57aが
挿通するスペーサ部材53の透孔53bの内径を、同ニード
ルノズル51bの下端部よりも小径にした。In contrast, in the second embodiment, as shown in FIG. 6, the upper protruding end 57a of the pressure pin 57 has a smaller diameter than the lower end of the needle nozzle 51b, and the spacer member 53 through which the upper protruding end 57a is inserted. The inner diameter of the through hole 53b is smaller than the lower end of the needle nozzle 51b.
このため、プレッシャピン57を下動させた場合、ニー
ドルノズル51bの下端面がスペーサ部材53上面に当接す
るまでは、同ニードルノズル51bがプレッシャピン57と
一体的に下動するが、両者が当接するとニードルノズル
51bのそれ以上の下動が規制される。For this reason, when the pressure pin 57 is moved down, the needle nozzle 51b moves down integrally with the pressure pin 57 until the lower end surface of the needle nozzle 51b comes into contact with the upper surface of the spacer member 53. Needle nozzle when touched
Further downward movement of 51b is regulated.
このようにすると、ニードルノズル51bの下端外周面
と、ボディノズル51aの下端内周面との間隙Aに基づく
燃料のリーク量を測定することができる。また、同ニー
ドルノズル51bの下端面が、スペーサ部材53の上面に当
接したときの両者間の間隙Bに基づく燃料のリーク量も
測定できる。これらのことを、第8図に示すタイミング
チャートに従って説明する。なお、第8図の縦軸はニー
ドル推力F、噴射流量Q及びニードルリフト量をそれぞ
れ示す。In this way, it is possible to measure the amount of fuel leakage based on the gap A between the outer peripheral surface at the lower end of the needle nozzle 51b and the inner peripheral surface at the lower end of the body nozzle 51a. In addition, when the lower end surface of the needle nozzle 51b contacts the upper surface of the spacer member 53, the amount of fuel leakage based on the gap B between the two can be measured. These will be described with reference to the timing chart shown in FIG. The vertical axis in FIG. 8 indicates the needle thrust F, the injection flow rate Q, and the needle lift amount, respectively.
ハンドル80の右回転を開始してプレッシャピン57及び
ニードルノズル51bを下動させようとする時(t0)に
は、ニードルノズル51bがプレッシャピン57によって押
し上げられ、同ニードルノズル51bの下端面がスペーサ
部材53から上方へ大きく離間し、両者の間に空間Sが形
成されている(第6図実線参照)。このため、燃料通路
47c,53a,51dを順に経て油だまり部51cに供給された燃料
は、間隙Aを通過した後前記空間S内へ入り込む。さら
に、前記燃料はスペーサ部材53及びノズル取付基台47と
プレッシャピン57との間隙Cに流入する。When the right rotation of the handle 80 is started to lower the pressure pin 57 and the needle nozzle 51b (t0), the needle nozzle 51b is pushed up by the pressure pin 57, and the lower end surface of the needle nozzle 51b is a spacer. The space S is largely separated upward from the member 53, and a space S is formed between them (see the solid line in FIG. 6). Therefore, the fuel passage
The fuel supplied to the oil sump portion 51c through the cylinders 47c, 53a, and 51d passes through the gap A and then enters the space S. Further, the fuel flows into the gap C between the spacer member 53 and the nozzle mounting base 47 and the pressure pin 57.
このため、前記間隙Aに基づく燃料のリーク量をe1と
すると、ニードルノズル51b先端がボディノズル51aから
離れ始め(t1)、噴射流量Qが最大となり(t2)、ニー
ドルノズル51bの下端面がスペーサ部材53の上面に接触
する(t3)までの間は、噴射流量Qは第一実施例に比べ
リーク量e1の分だけ多くなる。Therefore, assuming that the amount of fuel leakage based on the gap A is e1, the tip of the needle nozzle 51b starts to separate from the body nozzle 51a (t1), the injection flow rate Q becomes maximum (t2), and the lower end surface of the needle nozzle 51b is Until the upper surface of the member 53 contacts (t3), the injection flow rate Q increases by the leak amount e1 as compared with the first embodiment.
プレッシャピン57の下動にともない、ニードルノズル
51bの下端面がスペーサ部材53の上面に接触すると、同
プレッシャピン57の下動が引き続き行われるものの、同
ニードルノズル51bの下動がスペーサ部材53によって規
制されるので、ニードル推力Fは急激に低下する。Needle nozzle with lowering of pressure pin 57
When the lower end surface of 51b comes into contact with the upper surface of the spacer member 53, the downward movement of the pressure pin 57 continues, but the downward movement of the needle nozzle 51b is regulated by the spacer member 53, so that the needle thrust F sharply increases. descend.
この際、ニードルノズル51bの下端面と、スペーサ部
材53の上面との間隙Bが無いと、間隙Aに基づくリーク
量e1が0となるので、噴射流量Qは第8図に破線で示す
ように、このリーク量e1の分だけ低下する。ところが間
隙Bがいくらかでも生じていると、前記間隙Aを通過し
た燃料は同間隙Bを経て間隙Cへ入り込む。At this time, if there is no gap B between the lower end surface of the needle nozzle 51b and the upper surface of the spacer member 53, the leak amount e1 based on the gap A becomes 0, and the injection flow rate Q becomes as shown by the broken line in FIG. , The leakage amount e1 decreases. However, if there is any gap B, the fuel passing through the gap A enters the gap C via the gap B.
ここで、前記間隙Bに基づくリーク量をe2で表し、実
際のリーク量をe3で表すと、後者のリークe3は間隙Aに
基づくリーク量e1と同一ではなく間隙Bに基づくリーク
量e2の分だけ多いことになる。このことを考慮すれば、
本実施例の測定装置によって得られる噴射流量Qのタイ
ミンチャートに基づき、e2=e1−e3の関係式から間隙B
に基づく燃料のリーク量e2を求めることができる。Here, when the leak amount based on the gap B is represented by e2 and the actual leak amount is represented by e3, the latter leak e3 is not the same as the leak amount e1 based on the gap A, but is equal to the leak amount e2 based on the gap B. Only many. With this in mind,
Based on the timing chart of the injection flow rate Q obtained by the measuring device of the present embodiment, the gap B is obtained from the relational expression of e2 = e1−e3.
The fuel leak amount e2 can be obtained based on the following equation.
ニードルノズル51bの下端面がスペーサ部材53の上面
に接触した後、ハンドル80の回転を停止するとニードル
リフト量の増加が停止する(t4)。After the lower end surface of the needle nozzle 51b contacts the upper surface of the spacer member 53, when the rotation of the handle 80 is stopped, the increase in the needle lift is stopped (t4).
次に、ハンドル80の左回転を開始する(t5)と、プレ
ッシャピン57がニードルノズル51bに当接して押し上げ
(t6)、ニードル推力F、噴射流量Q及びニードルリフ
ト量はいままでとは逆のパターンで元へ戻って行く。そ
して、ニードルノズル51b先端がボディノズル51aのシー
ト部に着座したところで(t7)、ハンドル80の回転を停
止する。Next, when the left rotation of the handle 80 is started (t5), the pressure pin 57 comes into contact with the needle nozzle 51b and pushes up (t6), and the needle thrust F, the injection flow rate Q, and the needle lift amount are reversed. Go back in the pattern. Then, when the tip of the needle nozzle 51b is seated on the seat portion of the body nozzle 51a (t7), the rotation of the handle 80 is stopped.
なお、第8図のニードル推力Fのタイミングチャート
では実線L1が往路を、破線L2が復路を示す。これらの往
路L1と復路L2との間では前記第一実施例と同様な段差d
が生ずる場合がある。このため、前記段差dに基づき、
ボディノズル51aとニードルノズル51bとの間の摩擦力
(d/2)を測定することができる。In the timing chart of the needle thrust F shown in FIG. 8, the solid line L1 indicates the forward path, and the broken line L2 indicates the return path. A step d similar to that of the first embodiment is provided between the forward path L1 and the return path L2.
May occur. Therefore, based on the step d,
The friction force (d / 2) between the body nozzle 51a and the needle nozzle 51b can be measured.
ところで、第9図は本実施例の測定装置によって得ら
れたニードルノズル51bの特性を示す図である。図中、
横軸はニードルリフト量であり、縦軸はニードル推力F
及び噴射流量Qである。この図より、ニードルノズル51
bを移動させたときのニードルリフト量と噴射流量Qと
の関係が判明することはもちろんのこと、ニードルリフ
ト量とニードル推力Fとの関係も判明する。また、間隙
Aに基づくリーク量e1及び間隙Bに基づくリーク量e2も
判明する。FIG. 9 is a diagram showing the characteristics of the needle nozzle 51b obtained by the measuring device of the present embodiment. In the figure,
The horizontal axis is the needle lift, and the vertical axis is the needle thrust F
And the injection flow rate Q. From this figure, the needle nozzle 51
The relationship between the needle lift amount and the injection flow rate Q when b is moved and the relationship between the needle lift amount and the needle thrust F are also found. Further, a leak amount e1 based on the gap A and a leak amount e2 based on the gap B are also found.
さらに本実施例によれば、前述した,の作用及び
効果のほかにも、流量計83を高圧ライン内であるリザー
バタンク33と噴射ノズル51との間に取付けたので、流量
計83による噴射流量測定時に背圧を設定する必要がな
く、従って可変絞り弁87を省略できる。このため、第一
実施例における可変絞り弁87を用いた背圧調整作業が不
要となるばかりか、同可変絞り弁87の分だけ部品点数を
減少させることが可能となった。Furthermore, according to the present embodiment, in addition to the above-described functions and effects, since the flow meter 83 is mounted between the reservoir tank 33 and the injection nozzle 51 in the high-pressure line, the injection flow rate of the flow meter 83 It is not necessary to set a back pressure at the time of measurement, so that the variable throttle valve 87 can be omitted. For this reason, not only the back pressure adjustment work using the variable throttle valve 87 in the first embodiment becomes unnecessary, but also the number of parts can be reduced by the variable throttle valve 87.
[発明の効果] 本発明の噴射ノズル特性測定装置によれば、噴射ノズ
ルへの液体の供給圧力を設定圧力に維持した状況で、ニ
ードルノズルを移動させ、その間におけるニードルノズ
ルのリフト量と噴射流量とを、両者間の経時的な相関関
係を明らかにしながら測定及び記録することができる。
このため、実際に噴射ノズルを使用している状況に近い
状態でニードルリフト量と噴射流量との関係を求めるこ
とができ、従って、噴射ノズルの特性解析に有用なデー
タを得ることができる。[Effects of the Invention] According to the injection nozzle characteristic measuring device of the present invention, the needle nozzle is moved while the supply pressure of the liquid to the injection nozzle is maintained at the set pressure, and the lift amount and the injection flow rate of the needle nozzle during that time Can be measured and recorded while revealing the correlation over time between the two.
For this reason, the relationship between the needle lift amount and the injection flow rate can be obtained in a state close to the situation where the injection nozzle is actually used, and thus, useful data for analyzing the characteristics of the injection nozzle can be obtained.
第1〜4図は本発明を具体化した第一実施例を示し、第
1図は燃料噴射ノズル特性測定装置の全体概略構成図、
第2図はその測定部の正面方向縦断面図、第3図はその
右側面方向縦断面図、第4図は測定値のタイミングチャ
ートであり、第5〜9図は本発明の第二実施例を示し、
第5図は噴射ノズル特性測定装置における圧力設定部及
び測定部の概略構成図、第6図は噴射ノズル取付部の部
分拡大断面図、第7図は第一実施例におけるニードルリ
フト量と、背圧及び噴射流量との関係を示す図、第8図
はニードル推力、噴射流量及びニードルリフト量のタイ
ミングチャート、第9図は測定装置により得られる噴射
ノズルの特性を示す図である。 1……圧力設定手段としての圧力設定部、1a……噴射ノ
ズル取付部、1b……ニードルリフト量測定手段としての
ニードルリフト量測定部、1c……ニードル推力測定部、
1d……ニードル移動手段としてのニードル移動部、1e…
…噴射流量測定手段としての燃料流量測定部、3……測
定部、5……測定データ記録手段としての演算部、51…
…噴射ノズル、51a……ボディノズル、51b……ニードル
ノズル、61……ストロークセンサ、83……流量計。1 to 4 show a first embodiment embodying the present invention, FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a fuel injection nozzle characteristic measuring device,
FIG. 2 is a vertical sectional view in the front direction of the measuring unit, FIG. 3 is a vertical sectional view in the right side direction, FIG. 4 is a timing chart of measured values, and FIGS. For example,
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a pressure setting unit and a measuring unit in the injection nozzle characteristic measuring device, FIG. 6 is a partially enlarged sectional view of the injection nozzle attachment unit, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the pressure and the injection flow rate, FIG. 8 is a timing chart of the needle thrust, the injection flow rate and the needle lift amount, and FIG. 9 is a view showing the characteristics of the injection nozzle obtained by the measuring device. 1 ... Pressure setting section as pressure setting means, 1a ... Injection nozzle mounting section, 1b ... Needle lift amount measurement section as needle lift amount measurement means, 1c ... Needle thrust measurement section
1d ... Needle moving part as needle moving means, 1e ...
... Fuel flow rate measuring section as injection flow rate measuring means, 3 ... Measuring section, 5 ... Calculating section as measurement data recording means, 51 ...
... injection nozzle, 51a ... body nozzle, 51b ... needle nozzle, 61 ... stroke sensor, 83 ... flow meter.
Claims (1)
される噴射ノズルに液体を供給すると共に当該噴射ノズ
ルから前記液体を流出させてその噴射ノズルの特性を測
定する装置であって、 測定動作の間、前記噴射ノズルに供給される液体の圧力
を設定圧力に維持する圧力設定手段と、 前記ボディノズルに対して前記ニードルノズルを所望の
リフト量だけ相対移動させるためのニードル移動手段
と、 前記ニードル移動手段によるニードルノズルのリフト量
を測定するニードルリフト量測定手段と、 前記噴射ノズルを流れる液体の量である噴射流量を連続
的に測定可能な噴射流量測定手段と、 前記ニードルリフト量測定手段よって測定されたニード
ルリフト量と、前記噴射流量測定手段よって測定された
噴射流量とを、両者間の経時的な相関関係を明示しなが
ら記録する測定データ記録手段と を備えたことを特徴とする噴射ノズル特性測定装置。1. An apparatus for supplying a liquid to an injection nozzle composed of a needle nozzle and a body nozzle and discharging the liquid from the injection nozzle to measure characteristics of the injection nozzle. Pressure setting means for maintaining the pressure of the liquid supplied to the ejection nozzle at a set pressure; needle movement means for relatively moving the needle nozzle by a desired lift amount with respect to the body nozzle; and the needle movement means Needle lift amount measuring means for measuring the lift amount of the needle nozzle due to the above, injection flow rate measuring means capable of continuously measuring the injection flow rate which is the amount of liquid flowing through the injection nozzle, and the needle lift amount measuring means The needle lift amount and the injection flow rate measured by the injection flow rate measurement means are compared with each other over time. Injection nozzle characteristic measurement apparatus comprising the measurement data recording means for recording with explicit relationships.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JPS55167565U (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | ||
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