AT504986A1 - Ermittlung des kraftstoffverbrauchs einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Kraftstoffsverbrauchs einer Brennkraftmaschine, insbesondere im Prüfstandsbetrieb, umfassend einen geschlossenen Kreislauf für den Kraftstoff, in dem die Brennkraftmaschine als Verbraucher einbezogen ist, einen Kraftstofftank und eine Stichleitung vom Kraftstofftank zum Kreislauf, sowie eine Durchflußmengenmeßvorrichtung in der Stichleitung zur Verbrauchsmessung.

Eine zeitnahe genaue Messung des Kraftstoffverbrauchs ist an modernen Prüfständen für Brennkraftmaschinen extrem wichtig. Tatsächlich wird die Kraftstoffverbrauchsmessung durch Temperaturschwankungen im Kraftstoffkreislauf negativ beeinflußt. Diese sind in erster Linie auf Temperaturänderungen der Brennkraftmaschine im instationären Betrieb zurückzuführen, während die im quasi-stationären Betrieb in der Regel vernachlässigbar sind im Hinblick auf die Beeinflussung der Meßergebnisse. Diese Temperaturänderungen lassen sich kaum vermeiden, obwohl jeweils im Vorlauf des Kraftstoffskreislaufes Einrichtungen zur Konditionierung der Kraftstofftemperatur vorgesehen sind, insbesondere sowohl ein Kühler als auch eine Heizung. Die zeitlichen Temperaturänderungen führen zu Dichteänderungen des Kraftstoffes und damit zur Änderungen des Kraftstoffvolumens im Kreislauf bei gleichbleibenden Volumen des Leitungstranges. Die aus einem Tank nachzuführende Verbrauchsmenge, die an einer Verbrauchsmeßstelle in einer Zuführleitung erfaßt wird, wird hierbei bei einer zeitlichen Temperaturerhöhung infolge der Volumenvergrößerung des Kraftstoffs im System vermindert, während bei einer Temperatursenkung und damit einer Volumenverminderung eine Mehrmenge durch die Verbrauchsmeßstelle nachgeführt werden muß, jeweils gegenüber der tatsächlichen Verbrauchsmenge der 2* % ·

Brennkraftmaschine.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte KraftstofF-messung für Brennkraftmaschinen auch in instationären Phasen des Motorbetriebs, insbesondere auf Motorprüfständen, sicherzustellen. Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren, gemäß dem Kraftstoff im Kreislauf im Rücklauf zwischen Brenn-kraftmaschine und Stichleitung rückgekühit wird. Hierbei wird in das am stärksten von Temperaturänderungen und damit von Volumenänderung betroffene Teilvolumen im Kraftstoffrücklauf zwischen Brennkraftmaschine und Stichleitung rückgekühlt, insbesondere auf konstante Temperatur rückgekühlt, so daß die Fehlergröße reduziert wird. Hierbei wird in erster Näherung angenommen, daß die temperaturbedingten Volumenänderungen im Vorlauf vom Tank zur Brennkraftmaschine sowie im kleinen in der Brennkraftmaschine eingeschlossenen Kraftstoffvolumen vemachlässig-bar sind.

In weiterer Ausführung ist vorgesehen, daß der Kraftstoff im Kreislauf hinter dem Anschluß der Stichleitung auf eine konstante Vorlauftemperatur geregelt wird.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich aus durch einen Rückkühier für den Kraftstoff, der im Rücklauf des Kreislaufs zwischen Brennkraftmaschine und dem Eintritt der Stichleitung angeordnet ist.

Hiermit wird die stärkste Fehlerquelle, nämlich die Änderung der Kraftstofftemperatur unmittelbar hinter der Brennkraftmaschine bei Laständerungen, deutlich verringert.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß eine Kühlmittelregelvorrichtung zur Regelung des Kraftstoffs auf konstante Austrittstemperatur TR2 am Rückkühler vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt in der Regel ein System zur Konditionierung der Kraftstofftemperatur im Voriauf, die insbesondere einen Kraftstoffkühler und eine Kraftstoffheizvorrichtung umfaßt.

Eine weitere Verbesserung der Meßgenauigkeit kann durch Verwendung eines zusätzlichen Kraftstoffkühlers im Rücklauf von der Brennkraftmaschine zum Tank liegen.

Das Prinzipbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In einer Prüfstandsumgebung ist der Kraftstoffkreislauf 11 einer Brennkraftmaschine 12 gezeigt, der eine geschlossene Schleife bildet und zum einen durch die Brennkraftmaschine 12 und zum anderen durch eine Kraftstofftemperaturkonditionierungseinheit 13 geführt wird. Im Kreislauf werden weiterhin ein Vorlaufzweig 14, ein Rücklaufzweig 15, ein Motordurchlauf 16, ein Bypass 17 zum Motordurchlauf sowie ein Konditionierungsabschnitt 18 im Bereich der Einheit 13 bezeichnet. Die Konditionierungseinheit 13 umfaßt im einzelnen eine Heizung 19, eine Kühlung 20 und eine Umwälzpumpe 21. Die von der Umwälzpumpe 21 im Umlauf gehaltene Kraftstoffmenge wird ständig um die in Motordurchlauf 16 verbrauchte Kraftstoffmenge ergänzt, über eine Stichleitung 22, die an einen Kraftstofftank 23 angeschlossen ist und diesen mit dem Kreislauf 11 verbindet. In der Stichleitung 22 sitzt eine Verbrauchsmeßstelle 24, die einen scheinbaren Verbrauch mS erfaßt, der der Menge entspricht, die dem Kreislauf 11 über die Stichleitung 22 jeweils tatsächlich zugeführt wird. Aufgrund von Temperaturänderungen instationärer Art, insbesondere im Bereich des Motordurchlaufs 16 bei Lasterhöhungen oder Lastrücknahmen der Brennkraftmaschine ändert sich die Dichte des Kraftstoffes, so daß bei Temperaturerhöhungen im Motordurchlauf 16 und im Rücklauf 15 ein vergrößerter Volumenstrom zurückfließt und damit einen geringeren Verbrauch der Brennkraftmaschine 12 vorspiegelt, während bei Temperaturabnahme im Motordurchlauf 16 und im Rücklauf 15 ein verringerter Volumenstrom zurückfließt und somit einen gegenüber dem wahren Verbrauch der Brennkraftmaschine erhöhten Verbrauch vorspiegelt. Um den Fehler zu reduzieren ist im Rücklauf 15 ein Rückkühler 26 installiert, in dessen Kühlmittelkreis eine Regelungsanordnung 27 vorgesehen ist. Hiermit wird die im instationären Betrieb sich stark verändernde Temperatur TR1 auf den konstanten Wert TR2 zurückgekühlt, so daß die Fehlerursachen auf den Bereich des Motordurchlaufs 16 und einen geringen Teil des Rücklaufs beschränkt bleiben.

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Bezugszeichenliste 11 Kreislauf 12 Motor 13 T emperatu rkondition ieru ng 14 Vorlauf 15 Rücklauf 16 Motordurchlauf 17 Bypass 18 Konditionierungszweig 19 Heizung 20 Kühlung 21 Umwälzpumpe 22 Stichleitung 23 Kraftstofftank 24 Verbrauchsmeßstelle 25 26 Rückkühler 27 Regelungsanordnung

Claims (4)

1. y BEER & PARTNER PATENTANWÄLTE KEG 1070 Wien. I.indengasse 8 ♦ ♦ ♦ ♦ • ♦ · · • · # · • · ♦ · ·· «»

   FEy^Motorentechnik GmbH irvAachen (DE1_ Patentansprüche Verfahren zur Ermittlung des Kraftstoffverbrauchs einer Brennkraftmaschine (12), insbesondere im Prüfstandsbetrieb, bei welchem Kraftstoff in einem Kreislauf zur Brennkraftmaschine hingeführt und von dieser weggeführt und die Verbrauchsmenge dem Kreislauf (11) über eine Stichleitung (22) aus einem Kraftstofftank (23) zugeführt wird und in der Stichleitung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff im Kreislauf (11) im Rücklauf zwischen Brennkraftmaschine (12) und Stichleitung (22) rückgekühlt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff im Rücklauf auf eine konstante Temperatur TR2 gekühlt wird. Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff im Kreislauf (11) hinter dem Anschluß der Stichleitung (22) ·······+·· ···· ♦ · · ··· • ·# ·· ··» · ·♦♦ ····· · · · ·· ·· « ·· ♦ ♦♦ 2 auf eine konstante Vorlauftemperatur TA geregelt wird.
2. 4. Vorrichtung zur Ermittlung des Kraftstoffsverbrauchs einer Brennkraftmaschine, insbesondere im Prüfstandsbetrieb, umfassend einen geschlossenen Kreislauf (11) für den Kraftstoff, in dem die Brennkraftmaschine (12) als Verbraucher einbezogen ist, einen Kraftstofftank (23) und eine Stichleitung (22) vom Kraftstofftank (23) zum Kreislauf (11) sowie eine Durchflußmengenmeßvorrichtung (24) in der Stichleitung (22) zur Verbrauchsmessung, gekennzeichnet durch einen Rückkühler (26) für den Kraftstoff, der im Rücklauf des Kreislaufs (11) zwischen Brennkraftmaschine (12) und dem Eintritt der Stichleitung (22) angeordnet ist.
3. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlmittelregelvorrichtung (27) zur Regelung des Kraftstoffs auf konstante Austrittstemperatur TR2 am Rückkühler (26) vorgesehen ist.
4. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftstoffkühler (20) und gegebenfalls eine Kraftstoffheizvorrichtung (19) im Kreislauf (11) hinter dem Eintritt der Stichleitung (22) angeordnet ist. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5-6, > 9 I • · * · · · · · <· · · · « I · · *· «· • · · • · · • ·· » ♦ · • ·· 3 • · I • · · • ·· · • * • ·· dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kraftstoffkühler in Kreislauf (11) zwischen Brennkraftmaschine und dem Eintritt der Stichleitung (22) in den Kreislauf vorgesehen ist FEV Motorentect^ik GmbH vertreten durch: '' PAmtfANWÄLTE DlPL.-INpC MANFRED BEt:H DIPL.-MmiNHAiU) HEHENBERüfcR dur ehr '