DE1022020B - Verfahren zur Messung des Wirkungsgrades von Antriebsmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung des Wirkungsgrades von Antriebsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung des Kraftstoffverbrauches in Abhängigkeit von der Leistung bzw. mit dieser in Zusammenhang stehenden Faktoren bei Antriebsmaschinen. Besonders wichtig ist in diesem Aufgabengebiet der Fall einer laufenden Betriebskontrolle bei Kraftfahrzeugen, Flugzeugmotoren u. ä. im Sinne einer Überwachung des Wirkungsgrades. So wird beispielsweise angestrebt. das Verhältnis des Kraftstoffverbrauches, bezogen auf die Einheit zur zurückgelegten Wegstrecke. direkt und möglichst laufend anzuzeigen. Derartige Einrichtungen sind bereits bekannt, indem durch sie automatisch der Kraftstoffverbrauch in einer Durchflußmengenmessung zu einer Geschwindigkeitsmessung ins Verhältnis gesetzt wird. Derartige Einrichtungen sind bei den bisher angewendeten Verfahren. ins-I>esondere bei direkter laufender Anzeige, sehr umständlich und kompliziert.
• So sind z. B. Anordnungen bekannt, bei denen durch at f die einzelnen Komponenten ansprechende Geberelemente regelbare Widerstände betätigt werden, wobei dann an multiplizierenden bzw. dividierenden Meßinstrumenten (Produktenmesser, QuotientenmXsser) das Ergebnis angezeigt wird. Ferner wurden Vorrichtungen bekannt, bei denen die Widerstände aus Kohledruckelementen bestehen. Auch sind Einrichtungen bekannt, bei denen durch Thermoelemente die Komponenten variiert und über Mischorgane zu einem Ergebnis geführt werden. Bei diesen Einrichtungen bedarf es nicht nur komplizierter Maßnahmen zur Sicherstellung der Linearisierung der Komponeuten, die erforderlich ist, da nur lineare Komponenten ein eindeutiges Multiplikationsergehnis ergeben, sondern es sind auch die verwendeten Meßorgane für rauhen Betrieb, insbesondere in Kraftfahrzeugen, viel zu empfindlich. So ist z. B. ein praktisch richtkraftloser ouotientenmesser mit feinsten Lagerungen ausgerüstet und stellt ein hochwertiges Instrument dar. das den dauernden Erschütterungen in Fahrzeugen nur schwer gewachsen ist. Das gleiche trifit zu für mit geringen mechanischen Leistungen verstellbare Widerstandsteiler, Kohledruckelemente u. dgl. Die verfügbaren Richtkräfte, insbesondere für die Durchílußmessung, sind erfahrungsgemäß außerordentlich klein. Mit diesen eine Steuerung durchzuführen. bei der die aufzuwendende Kraft zur Vermeidung von Schleppfehlern geringfügig gegen die vorhandene Steuerkraft ist, dürfte bei Widerstandsreglern kaum durchführbar sein, es ist aber insbesondere für die Durchflußkomponente eine leistungslose Steuerung nahezu unumgänglich erforderlich. Mit den bisher bekannten Einrichtungen ist deshalb eine praktische Ausführungsmöglichkeit kaum gegeben.
• Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß ein an sich bekannter, induktiv wirkender Geber für die Verbraucherkomponente von einer Spannung konstanten Amplitude und von der Leistung, Drehzahl oder Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiger Frequenz gespeist und der resultierende Strom durch ein normales Weschselsrominsrument angezeigt wird. Zweckmäßigerweise wird dabei der Geber als druckelektrischer Geber in Brückenschaltung betrieben und das Instrument in den Brückenzweig geschaltet.
• In Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung schematisch dargestellt. Die DruckdifEerenz wird an den Enden des Kapilardurchflußrobres a, das in der Brennstoffleitung b liegt. mittels der Ableitungen c und d dem druckelektriscehn Geber c mitgeteilt. Der Geber selbst ist in Abb. 2 dargestellt und bedarf keiner eingehenden Erläuterung. da solche Einrichtungen bereits bekannt sind. in und I sind die beiden Druckkammern, die gemeinsam mit den ferromagnetischen Zuführungsrohren und den an der Druckmembran ii befestigten beweglichenAnkerni und A. Äiiagnetkerngebilde mit veränderlichem Querschnitt ergeben. Durch die dem Druck proportionale Veränderung des Querschnittes wird das Brückengleichgewicht der Spulen ii, 0, p und q beeinflußt. wie sich aus Abb. 1 schaltungsmäßig ergibt. Auf diese Weise wird der Brückenstrom proportional dem Druck geändert. Die Brücke wird aus dem über den mit der Antriebswelle gekoppelten Kollektor s fließenden Strom einer Batterie t gespeist. der bei der Drehung des Kollektors in Wechselstrom mit der Umdrehungszahl proportionaler Frequenz verwandelt wird. Er fließt einerseits über ein als Tachometer gedachtes Anzeigeinstrument v, andererseits über ein im B renustofffluß angeordnetes Temperaturkorrekturelement 1 der Brücke zu. Wird nun die Dimensionierung der Induktivitäten und Eisenquerschnitte in der Brücke nach an sich bekannten rechnerischen Grund- sätzen geeignet gewählt. so wird infolge der Wirkung der Induktivitäten der Strom, der bekanntlich eine lineare Funktion im Hinblick auf seine Frequenzänderung mit den Induktivitäten bildet, proportional der Frequenz verringert, so daß im Brückenzweig die gewünschte Verhältuisbildung eintritt und diese durch das im wirksamen Frequenzbereich frequenzunabhängig auszubildende Wechselstrominstrument r angezeigt wird.
• Es leuchtet ohne weiteres ein, daß ein einfacher Kommutator und sein Antrieb durch die geschwindigkeits- bzw. drehzahlabhängige Welle eine praktisch einfach zu verwirklichende, dauerhafte und robiste Anordnung darstellt, die auch bei rauhem Betrieb in keiner Weise gefährdet ist, im Gegensatz zu den bisher bekannten Apparaturen. Hinzu kommt, daß auch die Anwendung eines einfachen Wechselstrominstrumentes gegenüber viel empfindlicheren und kostspieligerrn Quotienten- bzw. Prodkteninstrumenten erhebliche Vorteile mit sich bringt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Messung des Kraftstoftverbrauchs von Antriebsmaschinen, bezogen auf ihre Leistung oder Drehzahl oder auf die Geschwindigkeit des von ihr angetriebenen Fahrzeuges durch Verhältnisbildung einer Verbrauchskomponente mit einer Leistungskomponente, dadurch gekenn- zeichnet, daß ein an sich bekannter, induktiv wirkender Geber für die Verbrauchskomponente von einer Spannung konstanter Amplitude und von der Leistung, Drehzahl oder Fahrezeuggeschwindigkeit abhängiger Frequenz gespeist und der resultierende Strom durch ein nonnales Wechselstrommeßinstrument angezeigt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen induktiv wirkenden Geber für die Verbrauchskomponent, etwa einen D ifferenzdruckgeber an sich bekannter Art. der in einer Brückenschaltung liegt, einen Kommutator, der an eine gleichspannungsquelle angeschlossen ist zur Erzeugung der leistungs-, drehzahl- oder geschwindigkeitsabhängigen \rechselspannung, und ein Wechselstrominstrument.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2. gekennzeicht net dadurch, daß der Kommutator als mit der Antriebswelle gekoppelter Kollektor ausgebildet oder in der Art eines Zerhackers durch eine mit der Antriebswelle gekoppelte Nockeneinrichtung gesteuert ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung P 5059 IN/42c (bekanntgemacht am 13. 12. 1951); britische Patentschrift Nr. 608114.