DE2546153C3

DE2546153C3 - Vorrichtung zur Messung des Kraftstoffverbrauches von Flüssigkeitskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2546153C3
Application number: DE19752546153
Authority: DE
Inventors: Dieter 6000 Frankfurt Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-15
Filing date: 1975-10-15
Publication date: 1979-08-09
Also published as: DE2546153B2; DE2546153A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des Kraftstoffverbrauches von Flüssigkeitskraftmaschinen, insbesondere des Treibstoffverbrauches von Kraftfahrzeugmotoren mit vorgeschalteter Kraftstoffaufbereitungsanlage mit Vor- und Rücklauf, bei der im Vorlauf zur und Rücklauf von der Kraftstoffaufbereitungsanlage je ein Durchflußmesser angeordnet ist.

Es ist bei Motoren mit Kraftstoffeinspritzsystemen bekannt, im Vor- und Rücklauf je einen Durchflußmesser vorzusehen und durch Differenzbildung die Verbrauchsmenge des Motors zu bestimmen (US-PS 12 600). Infolge des hohen Kraftstoffumlaufes von Motoren mit Kraftstoffeinspritzsystemen werden jedoch im Leerlauf und Teillastbereich die Druckverhältnisse in der Kraftstoff-Aufbereitungsanlage des Motors durch den Strömungswiderstand der Durchflußmesser derart verändert, daß der gemessene Verbrauch nicht mehr dem Verbrauch unter Nornalbedingungen entspricht

Bei Motoren mit Kraftstoffvergasersystemen erfolgt die Kraftstoffmessung bisher z. B. mit Hilfe eines Zweikammermengenmeßgerätes, in dessen durch eine Membran getrennte Kammern der durchfließende Kraftstoff abwechselnd mittels Magnetventilen geleitet wird, wobei die von dem Kraftstoff bewegte Membran jeweils nach Füllung der Kammer einerseits die Magnetventile und andererseits ein Zählwerk schaltet

Bei einem anderen bekannten Gerät erfolgt die Kraftstoffmessung mit Hilfe eines magnetventilgesteuerten Meßrohres mit Ausgleichsbehälter gleichen Volumens, wobei der absinkende Flüssigkeitsspiegel mit Hilfe eines reflektierenden Lichtstrahles abgetastet und die erforderlichen Schaltvorgänge photoelektrisch ausgelöst werden. Aufgrund der gleichzeitig erfolgenden Zeitmessung kann dann der auf die Zeiteinheit oder — bei Einhaltung ansonsten konstanter Testbedingungen — der auf die Leitung bezogene Kraftstoffverbrauch ermittelt werden.

Die bekannten Geräte dieser Art besitzen einige, ihre Anwendung wesentlich beeinträchtigende Nachteile. So liegt etwa die kleinste, Meßwerte einer ausreichenden Genauigkeit ergebende Mindestdurchsatzmenge bei 10 cm³, wodurch sich die Verbrauchsmessung bei kleinsten Durchsatzmengen von unter 0,1 l/h auf eine unerwünscht lange Meßzeit von bis zu mehreren Minuten erstreckt Ein weiterer Nachteil besteht auch darin, daß die bekannten Meßgeräte die Verbrauchsmessung von Motoren mit Einspritzanlagen mit zwei verschiedenen Systemdrücken nicht zulassen, bei denen sich der Rücklauf vor dem Meßgerät nicht kurzschließen läßt Ein weiterer Nachteil liegt insbesondere bei den mit Meßrohr arbeitenden Geräten in ihrer Baugröße sowie der Messung durch Abtastung eines freien Flüssigkeitsspiegels, die den Einsatz lediglich als Prüfstandsmeßgerät zulassen und einen fahrzeugfesten Einbau zur Verwendung als Armaturenbrettanzeigegerät ausschließen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffverbrauchmeßgerätes, das in allen Anwendungsfällen mit möglichst kleinen Meßmengen und damit entsprechend in möglichst kurzer Zeit auch noch die kleinsten Verbrauchsmengen mißt.

In einer ersten Ausführungsform besteht die Erfindung darin, daß bei Kraftmaschinen mit Einspritzanlage vor dem Eingang des Durchflußmessers im Vorlauf eine By-Paß-Leitung zum Ausgang des Durchflußmessers im Rücklauf abzweigt in der ein in Abhängigkeit von dem Druck am Eingang des Durchflußmessers im Rücklauf gesteuertes Ventil angeordnet ist.

Durch die Erfindung ist ein Durchflußmesser für Motoren mit Kraftstoffeinspritzanlage geschaffen, bei dem der Grunddurchsatz sowohl durch die Einspritzanlage als auch die Durchflußmesser den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt wird dadurch, daß im Leerlauf bzw. Teillastbereich mittels des By-Passes zwischen den tankseitigen Anschlüssen die Durchflußmenge durch die Durchflußmesser entsprechend dem sich am Rücklauf aufbauenden Druck reduziert, entsprechend der Druck selbst auf den durch das Ventil vorgegebenen Wert stabilisiert wird. Rückwirkungen auf die Einspritzanlage sind hierdurch vermieden.

in einer anderen, auf demselben Lösungsgedanken beruhenden Ausführungsform der Erfindung ist bei Kraftmaschinen mit Vergaser hinter dem Durchflußmesser im Vorlauf eine By-Paß-Leitung mit begrenztem Querschnitt und einem Ventil vorgesehen, die zum Eingang des Durchflußmessers im Rücklauf abzweigt, dessen motorseitiger Anschluß ein Absperrventil aufweist Es ist hierdurch eine Kraftstoffverbrauchsmeßeinrichtung für Motoren mit Vergaser geschaffen, mit der auch kleinste, an sich unter der Anspruchsschwelle des Durchflußmessers liegende Verbrauchsmengen exakt gemessen werden können dadurch, daß über die By-Paß-Leitung eine bestimmte Grunddurchsatzmenge aufrechterhalten wird, die in jedem Falle über der Anspruchsscbwelle des Durchflußmessers liegt, wobei die Überschußmenge unter Rückmessung im Durchflußmesser des Rücklaufes an den Eingang der Kraftstoffpumpe zurückgeführt wird.

Die Erfindung wird mit der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert Es zer-t

F i g. 1 eine Sicht von oben auf ein kombiniertes Meßgerät zur Messung des Kraftstoffverbrauchs von wahlweise Vergasermotoren oder Einspritzmotoren

F i g. 2 einen Schnitt nach A-A durch F i g. 1 F i g. 3 einen Schnitt nach B-B durch F i g. 1

Fig.4 die schematische Blockdarstellung eines Einzelmeßgerätes zur Messung des Kraftstoffverbrauchs von Motoren mit Einspritzanlage

Fig.5 die schematische Blockdarstellung eines Einzelmeßgerätes zur Messung des Kraftstoffverbrauchs von Motoren mit Vergaser.

In der Zeichnung sind mit I, la der pumpenseitige Vorlaufanschluß mit 2 der motorseitige Vorlaufanschluß, mit 3 der motorseitige Rücklaufanschluß und mit 4 der tankseitige Rücklaufanschluß eines Gerätes zur Messung des Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugmotoren bezeichnet Es besteht aus je einem Durchflußmesser im Vorlauf und Rücklauf, die gebildet sind aus — siehe auch die Fig.2 und 3 — jeweils einem in einer kreisförmigen Kammer 5, 5a frei drehend gelagerten Zahnrad 6,6a, tangential in die kreisförmigen Kammern 6, %a mündenden Bohrungen 7, la und 8, Sa als Zu- und Abflußleitungen für den Treibstofi zu bzw. aus den Kammern, je einem Linsenelement 9,10 und 9a 10a in den die Kammern begrenzenden Wänden in den Zahnkranzzonen der Zahnräder 6, 6a, je einer Infrarotdiode 11,11a und je einer Fotodiode 12,12a, die auf einer gemeinsamen optischen Achse mit den Linsenelementen 9, 10 bzw. 9a, 10a liegen. Die Zahnradachsen sind mit 13 bzw. 13a bezeichnet

Entsprechend der F i g. 1 bis 3 in Verbindung mit der in F i g. 4 wiedergegebenen schematischen Darstellung eines Meßgerätes für Motore mit Einspritzaufbereitungsanlage ist vor dem Eingang des DurchfluQmessers 5—12 in Vorlauf ein By-Paß 19,21 —23 zum Ausgang 4 des Durchflußmessers 5a—12a im Rücklauf abgezweigt in dem ein in Abhängigkeit von dem Druck am Eingang des Durchflußmessers 5a—12a im Rücklauf gesteuertes Ventil 21 angeordnet ist Die Steuerung des Ventils 21 erfolgt mittels einer Membran 20, die über die Leitung 25 einseitig unter dem am Eingang des Durchflußmessers im Rücklauf herrschenden Druck steht.

Die vorstehend beschriebenen Anlage arbeitet wie folgt:

Der durch die Pumpe Pzugeführte Treibstoff wird im Durchflußmesser 5—12 gemessen, danach durch die Einspritzanlage 26 geführt und — vermindert um die in der Einspritzanlage bzw. den Motor verbrauchte Menge — im Meßwerk 5a— 12a zurückgemessen und über den Anschluß B zur Pumpe zurückgeführt Hierbei wird mit Hilfe der Membranventil-Steuerung 20—24 die der Grundumsatzmenge entsprechende Rücklaufmenge auf einen einstellbaren bestimmten Maximalwert von

ίο beispielsweise 35 Liter pro Stunde dadurch eingeregelt, daß die Membran 20 über die Leitung 25 und die Kammer 24 entsprechend dem sich am Ausgang der Einspritzanlage im Rücklauf vor der als Drossel wirkenden Rücklaufmeßstrecke aufbauenden Druck das Ventil 21 öffnet und schließt und damit den By-Paß 19, 21—23 freigibt bzw. schließt Hierdurch fließt Treibstoff unter entsprechender Verminderung der Vorlauf- und damit auch Rücklaufmenge unmittelbar zum Tank ab, bis infolge der dementsprechend in der Rücklaufleitung eintretenden Druckabbaues und Entlastung der Druckkammer das Ventil 21 schließt Druckbedingte Rückwirkungen auf die Einspritzanlage sind vermieden, so daß Messungen auch im Teillastbetrieb exakt ausgeführt werden können.

Es ist weiterhin entsprechend F i g. 1 in Verbindung mit der in Fig.5 wiedergegebenen schematischen Darstellung eines Einzelmeßgerätes für Motoren mit Vergaseraufbereitungsanlage mit Rücklauf hinter dem Durchflußmesser 5—12 im Vorlauf eine By-Paß-Leitung 14 mit begrenztem Querschnitt 14a und einem Ventil 15 vorgesehen, die zum Eingang des Durchflußmessers 5a—12a im Rücklauf abzweigt dessen motorseitiger Anschluß 3 ein Absperrventil 16 aufweist Hierdurch ist auch bei Messung von Vergasermotoren ein gewisser Grunddurchsatz auch im Teillast- oder Leerlaufbetrieb, d.h. in Betriebszuständen, in denen der Verbrauch gegebenenfalls unter der Anspruchsschwelle der Durchflußmesser liegt gewährleistet Im übrigen arbeitet das Meßgerät in der gleichen Weise wie das Meßgerät für Einspritzmotore, wobei bei Verwendung des in F i g. 1 wiedergegebenen kombinierten Meßgerätes infolge der bei Vergasermotoren — gegenüber Einspritzmotoren — wesentlich geringeren Leistung der Treibstoffpumpe Pder für die öffnung des Ventils 21 erforderliche Druck im Rücklauf am Eingang des Durchflußmessers im Rücklauf nicht erreicht wird, so daß bei Einzelmeßgeräten entsprechend F i g. 5 die Ventileinricitung entbehrlich ist
Bei kombinierten Meßgeräten entsprechend F i g. 1 bis 3 ist zur Messung von Motoren mit Vergaser 27 das

Absperrventil 16 geschlossen und das Ventil 15 geöffnet Im Falle der in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen Ausführungsform ist der By-Paß 19, 21-23 teilweise

von einer Kammer 19 gebildet die als Entgasungskammer dient und mit einem durch einen Widerstand 17 gesteuerten Magnetventil 18 versehen ist, über das das sich im Dom der Kammer sammelnde Gas entweicht Die öffnung des Magnetventils 18 erfolgt auf Steuerung durch den Widerstand 17, der bei Absinken des

m> Flüssigkeitsniveaus im Entgasungsraum 19 unter das Niveau des Widerstandes 17 aufgrund der hierdurch bewirkten Widerstandsänderung den Schaltbefehl erteilt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung des Kraftstoffverbrauchs von Flüssigkeitskraftmaschinen, insbesondere des Treibstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugmotoren mit vorgeschalteter Kraftstoffaufbereitungsanlage mit Vor- und Rücklauf, bei der im Vorlauf zur und Rücklauf von der Kraftstoffaufbereitungsanlage je ein Durchflußmesser angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kraftmaschinen mit Einspritzanlage vor dem Eingang des Durchflußmessers (5—12) im Vorlauf ein By-Paß (19, 21—23) zum Ausgang des Durchflußmessers (5a— XIa) im Rücklauf abzweigt, in dem ein in Abhängigkeit von dem Druck am Eingang des is Durchfiußmessers {5a—Ha) im Rücklauf steuerbares Ventil (21) angeordnet ist

2. Vorrichtung zur Messung des Kraftstoffverbrauchs von Flüssigkeitskraftmaschinen, insbesondere des Treibstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugmotoren mit vorgeschalteter Kraftstoffaufbereitungsanlage mit Vor- und Rücklauf, bei der im Vorlauf zur und Rücklauf von der Kraftstoffaufbereitungsanlage je ein Durchflußmesser angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kraftmaschinen mit Vergaser hinter dem Durchflußmesser (5—12) im Vorlauf eine By-Paß-Leitung (14) mit begrenztem Querschnitt (14a,/und einem Ventil (15) zum Eingang des Durchflußmessers (5a—l2a) im Rücklauf abzweigt, dessen motorseitiger Anschluß (3) ein Absperrventil (16) aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß dem Durchflußmesser (5—12) im Vorlauf eine Entgasungskammer (19) vorgeschaltet ist die einen Teil des By-Passes (19, 21—23) bildet

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entgasungskammer ein durch Widerstand (17) gesteuertes Magnetventil (18) vorgesehen ist *o

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das druckabhängig gesteuerte Ventil von einem Zweikammer-Membran-Ventil (20, 21, 22, 24) gebildet ist, dessen eine Kammer (22) einen Teil der By-Paß-Leitung (19, 22, 23) bildet, dessen « andere Kammer (24) unter dem Druck am Eingang des Durchflußmessers (5a-\2a)im Rücklauf steht und dessen Ventilkegel (21) den Flüssigkeitsdurchgang zwischen zwei Räumen (19, 22) der By-Paß-Leitung (19,22,23) öffnet oder schließt so