.... . .. _...
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von zeitlich aufgelösten volumetrischen Durchflussvorgängen, insbesondere von Einspritzvorgängen bei Brennkraftmaschinen, mit einem rotatorischen Verdränger und/oder einem vorzugsweise als Volumendifferenzaufnahme ausgebildeten translatorischen Verdränger. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verminderung der Reibung bei der Messung von zeitlich aufgelösten volumetrischen Durchflussvorgängen.
Aus der DE 103 31 228 B3 ist eine Vorrichtung zur Messung von zeitlich aufgelösten volumetrischen Durchflussvorgängen bekannt.
Diese Messvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem in einer Bypassleitung zu einem Einlasskanal angeordneten rotatorischen Verdränger und einem in dem Einlasskanal angeordneten translatorischen Volumendifferenzaufnehmer, der im Wesentlichen aus einem in einer Messkammer angeordneten beweglichen Kolben besteht, der das gleiche spezifische Gewicht wie die Messflüssigkeit aufweist. Dem Kolben ist ein Sensor zugeordnet, dessen erzeugte Spannung ein Mass für die Auslenkung des Kolbens bei auftretenden Einspritzungen darstellt. Die erzeugte Spannung wird an eine Auswerteeinheit übertragen, die kontinuierlich die Auslenkung des Kolbens in die Messkammer erfasst und zeitlich hoch aufgelöste Durchflussvorgänge grafisch darstellt.
Mechanische Verdrängerzähler der genannten Art weisen eine interne Reibung auf.
Zu Folge dieser Reibung können mit passiven Verdrängern keine kleinen Durchflüsse gemessen werden, da die Energie, die für die Bewegung der Verdränger erforderlich ist, nicht mehr ausreicht, um die Reibungskräfte zu überwinden.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und den Messbereich von Verdränger- Messgeräten zu vergrössern.
Erfindungsgemäss wir dies dadurch erreicht, dass zur Verminderung der Reibung der Verdränger durch eine Erregereinrichtung in Schwingungen versetzbar ist, wobei vorzugsweise die Erregereinrichtung im Bereich einer Wand, vorzugsweise im Bereich einer stirnseitigen Wand, der Messkammer angeordnet ist.
Die Erregereinrichtung kann beispielsweise aus einem Schwingungsgeber bestehen.
Aus Geräuschgründen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Erregereinrichtung durch einen Ultraschallgeber gebildet ist. .. .. ...._ . ...
In die Vorrichtung zur Messung von zeitlich aufgelösten volumetrischen Durchflussvorgängen werden somit Ultraschallwellen eingekoppelt, welche nach Frequenz und Amplitude so beschaffen sind, dass die beweglichen Teile des Verdrängers in eine Schwingung geraten, so dass an den angeregten Teilen überwiegend Gleitreibungskräfte anliegen, die wesentlich kleiner sind als Haftreibungskräfte.
Im Bereich sehr kleiner Durchflüsse werden sogenannten SlipStick-Effekte vermieden.
Besteht die Vorrichtung aus einem über einen Servomotor angetriebenen rotatorischen Verdränger und einem translatorischen Verdränger, so können Bauteile eingespart werden, wenn der Servomotor des rotatorischen Verdrängers die Erregereinrichtung bildet.
Durch die Verminderung der Reibungseinflüsse kann der Messbereich der Vorrichtung zur Messung von Durchflussvorgängen signifikant erweitert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 zur Messung von zeitlich aufgelösten volumetrischen Durchflussvorgängen.
Die Vorrichtung 1 weist einen rotatorischen Verdränger 2 auf, welcher über einen nicht weiter dargestellten Servomotor angetrieben wird.
Parallel zum rotatorischen Verdränger 2 ist in einer Bypassleitung 3 zum Durchflusskanal 4 ein als Volumendifferenzaufnehmer ausgebildeten translatorischer Verdränger 5 angeordnet, der im Wesentlichen aus einem in einer Messkammer 6 angeordneten Kolben 7 besteht. Die Auslenkung des Kolbens 7 wird über einen nicht weiter dargestellten Bewegungssensor in bekannter Weise erfasst und einer Auswerteeinrichtung zugeführt. Das Prinzip einer solchen Vorrichtung 1 zur Messung von zeitlich aufgelösten volumetrischen Durchflussvorgängen ist in der DE 103 31 228 B3 im Detail erläutert. Zur Verminderung der Reibungskräfte des Kolbens 7 ist im Bereich einer stirnseitigen Wand 8 der Messkammer 6 eine Erregereinrichtung 9 angeordnet, welche die Wand 8 der Messkammer 6 und/oder den Kolben 7 in Schwingung versetzt.
Dadurch wirken anstelle von Haftreibungskräften wesentlich geringere Gleitreibungskräfte, was ermöglicht, dass der Kolben 7, der das gleiche spezifische Gewicht wie die Messflüssigkeit aufweist, für die Messung von sehr kleinen Durchflussmengen verwendet werden kann.
..... .. _...
The invention relates to a device for measuring temporally resolved volumetric flow processes, in particular of injection processes in internal combustion engines, with a rotary displacer and / or a translational displacement preferably designed as a volume difference recording. Furthermore, the invention relates to a method for reducing the friction in the measurement of temporally resolved volumetric flow processes.
From DE 103 31 228 B3 a device for measuring temporally resolved volumetric flow processes is known.
This measuring device essentially consists of a rotary displacer arranged in a bypass line to an inlet channel and a translational volume difference sensor arranged in the inlet channel, which consists essentially of a movable piston arranged in a measuring chamber and having the same specific weight as the measuring fluid. The piston is associated with a sensor, the voltage generated is a measure of the deflection of the piston when occurring injections. The voltage generated is transmitted to an evaluation unit, which continuously records the displacement of the piston into the measuring chamber and graphically displays high-resolution flow processes.
Mechanical positive displacement meter of the type mentioned have an internal friction.
As a result of this friction, small flow rates can not be measured with passive displacers because the energy required to move the displacer is no longer sufficient to overcome the frictional forces.
The object of the invention is to avoid this disadvantage and to increase the measuring range of displacement measuring devices.
According to the invention, we achieve this by virtue of the fact that, in order to reduce friction, the displacer can be set into vibration by an exciter device, the exciter device preferably being arranged in the region of a wall, preferably in the region of an end wall, of the measuring chamber.
The excitation device may for example consist of a vibration generator.
For reasons of noise, it is particularly advantageous if the exciter device is formed by an ultrasound generator. .. ... ...
In the apparatus for measuring temporally resolved volumetric flow processes thus ultrasonic waves are coupled, which are designed according to frequency and amplitude so that the moving parts of the displacer come into vibration, so that the excited parts predominantly bear sliding friction forces that are much smaller than stiction forces.
In the area of very small flows, so-called slip-stick effects are avoided.
If the device consists of a servomotor driven rotary displacer and a translatory displacer, so components can be saved when the servomotor of the rotary displacer forms the exciter device.
By reducing the effects of friction, the measuring range of the device for measuring flow processes can be significantly extended.
The invention will be explained in more detail below with reference to FIG.
The FIGURE shows a device 1 according to the invention for the measurement of temporally resolved volumetric flow processes.
The device 1 has a rotary displacer 2, which is driven by a servomotor not shown.
Parallel to the rotary displacer 2, a translational displacer 5 designed as a volumendifferenzaufnehmer is arranged in a bypass line 3 to the flow channel 4, which essentially consists of a piston 7 arranged in a measuring chamber 6. The deflection of the piston 7 is detected by a motion sensor not shown in a known manner and fed to an evaluation. The principle of such a device 1 for measuring temporally resolved volumetric flow processes is explained in detail in DE 103 31 228 B3. To reduce the frictional forces of the piston 7, an excitation device 9 is arranged in the region of an end wall 8 of the measuring chamber 6, which causes the wall 8 of the measuring chamber 6 and / or the piston 7 to vibrate.
As a result, substantially less sliding friction forces act instead of static friction forces, which allows the piston 7, which has the same specific gravity as the measuring fluid, to be used for the measurement of very small flow rates.