DE2231749A1

DE2231749A1 - Vergaserpruefstand

Info

Publication number: DE2231749A1
Application number: DE2231749A
Authority: DE
Inventors: Edward H Casey
Original assignee: ACF Industries Inc
Current assignee: ACF Industries Inc
Priority date: 1971-07-01
Filing date: 1972-06-29
Publication date: 1973-01-18
Also published as: FR2147967A1; IT956755B; AU460911B2; US3741008A; FR2147967B1; GB1392162A; CA962148A; AU4395572A

Description

Essen, d. 27. Juni 1972

PATENTANWÄLTE

Dr. Andrejewski Dr.-Ing, H ο η k e ■ Dipl.-Ing. Gesthuysen 43 Essen, Theaterplatz 3 Telefon 22 39 94

ACF Industries, Incorporated in New York (USA)

Vergaserprüfstand

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaserprüfstand, bei dem mit Hilfe einer Vakuumpumpe Luft durch den Vergaser gesaugt wird. Dieses verursacht auch einen Treibstoffdurohfluß, und die Messung des Treibstoffes sowie des Luft-Treibstoff-Verhältnisses wird durch Prüfen und Messen der entsprechenden Luft- und Treibstoffmengen, die durch den Vergaser st ionen, an einer Stelle unterhalb des Drosselventils durchgeführt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der zu messenden Eigenschaft des Treibstoffes um die Menge eines im Treibstoff enthaltenen Indikatormaterials· Bei einem anderen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der gemessenen Eigenschaft um die absolute Dichte des verdampften Luft-Treibstoff- -GemischeSe

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Bei der Hersteilung/Vergasern ist es in der Industrie Praxis, jeden hergestellten Vergaser auf einen Prüfstand zu setzen, um die Menge der Luft und des Treibstoffes, die vom Vergaser bei einer Anzahl verschiedener Einstellungen des Drosselventiles verarbeitet werden, quantitativ zu bestimmen· Bisher wurde die Luftmenge nach dem Austritt aus dem Vergaser und nach Entfernung des Treibstoffes aus der Luft gemessen. Die Luftmessungen geschahen dabei auf verschiedene Weise, beispielsweise mittels Standscheibenmesser, Venturimesser und mit Schall— düsen. Kombiniert mit den genannten Luftmeßmethoden wurde jeweils die Treibstoffmessung an der Stelle des Eintrittes in das Vergaserschwimmergehäuse· Dabei wurden wiederum verschiedene Arten von Meßgeräten verwendet, teilweise einfach U-Rohre, teilweise zwangsläufige Verdrängungsmesser.

Mit steigenden Anforderungen an die Genauigkeit der Treibstoffmessung an Vergasern im Hinblick auf die Vorschriften für die Reinhaltung der Luft wurden bei der Treibstoffmessung immer mehr Verbesserungen vorgenommen. Dadurch wurde üblicherweise ein Abschnitt mit einer Art eines Servomechanismus erforderlich, sodaß für den Treibstoffdurchfluß die Ablesung an einem einfachen Meßgerät ermöglicht wurde. Die steigende Komplexität verursaohte

jedoch eine große Abnahme in der Treibstoffmeßgeschwindigkeit. Bei den erwähnten Arten von Prüfständen ist zu erwähnen, daß die Luftdurohflußmess,ung sehr rasch erfolgte, und daß die Luftmessung an einer Stelle hinter dem Vergaser durchgeführt wurde« Es ist jedoch ferner zu vermerken, daß die Treibstoffmessung sehr langsam erfolgte, weil die zwangsläufigen Verdrängungsmesser den Treibstoff beim Eintritt in den Vergaser messen.

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Der Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, eine .raschere Messung des Treibstoffdurchflusses zu erhalten, wobei die Messung nach dem Austritt des Treibstoff-Luft- -Geniisches aus dem Vergaser in ahnlicher Weise, wie die Messung der Luft erfolgen sollte. Im Rahmen der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die Treibstoffdurchflußmessung mit Hilfe eines im Treibstoff enthaltenen Indikators geschieht. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, daß der Treibstoffdurchfluß und/oder das Treibstoff-Luft-Verhältnis durch Messung einer oder mehrerer physikalischer Eigenschaften des Treibstoffes und/oder des Luft-Treibstoff-Gemisches erhalten wird. Zum Stande der Technik sei noch auf einen Vergaserprüfstand beträchtlicher Komplexität und Kompliziertheit verwiesen, wie er aus der US-PS Nr. 3 517 552 bekanntgeworden ist.

Erfindungsgemäß wird nun das Luft-Treibstoff- -Verhältnis dadurch erhalten, daß sämtliche Messungen unterhalb des Drosselventils vorgenommen werden. Unter Umständen kann es sogar möglich sein, eine einzige unmittelbare Messung vorzunehmen,, die das Luft-Treibstoff-Verhältnis ergibt. In den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sind aber auch Einrichtungen für die getrennte Messung von Luft und Treibstoff und für die anschließende Auswertung beider Messungen zum Erhalt des Luft-Treibstoff-Verhältnisses vorgesehen.

Gemäß einer Ausfuhrungsform wird dem Treibstoff ein Indikatormaterial beigegeben, wobei ein Sensor unterhalb des Drosselventils die Menge des Indikators im Luft- . -Treibstoff-Gemisch und damit indirekt die Treibstoffmenge bestimmt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird hingegen vom Sensor eine physikalische Eigenschaft des Luft-

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-Treibstoff-Gemisches, z.B. dessen Dichte, gemessen, woraus sich ein Signal ergibt, das entweder für das Luft-Treibstoff-Verhältnis oder für die Menge des Treibstoffes im
Gemisch repräsentativ sein kann«

Beispielsweise kann als Sensor eine kapazitive
Prüfeinrichtung vorgesehen sein, die die Anzahl der Materialteilchen, beispielsweise von metallischen Füllmitteln, die die Prüfeinrichtung in einer gegebenen Zeit durchlaufen, bestimmt. Selbstverständlich ist es bei einer derartigen Ausführung notwendig, vorher eine bekannte Menge von Teilchen in den Treibstoff einzubringen. Andere Sensoren für das Indikatormaterial können auch fluoreszente, phosphoreszente oder andere derartige Partikeln ansprechende Sensoren sein, oder es können Indikatoren verwendet werden, die durch Infrarot- oder Ultraviolett-Analyse feststellbar sind.

Obwohl im dargestellten Ausführungsbeispiel die Dichte des Gemisches bestimmt wird, können auch andere
physikalische Eigenschaften gemessen werden. Ein besonderes AusfUhrungsbeispiel weist Fluidic-Oszillatoren auf,
wobei bekannte Parameter, wie die Temperatur und der Druck, konstant gehalten sind, und die Frequenz des Oszillators von der Dichte des durch den Oszillator durchströmenden
Treibstoff-Luft-Gemisches abhängt. Dabei kann ein Vergleichs-Oszillator nur für Luft dazu benutzt werden, um
ein Überlagerungsfrequenzsignal abzugeben, das für den
Unterschied in der Dichte des Gemisches in bezug auf die Dichte der Luft repräsentativ ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.

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Fig. 1 veranschaulicht im Schema ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen VergaserprüfStandes, Fig. 2 zeigt eine Einzelheit eines für eine Konstruktion gemäß Fig.i besonders vorteilhaften Sensors« Fig. 3 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel unter Anwendung von Fluidics.

In einem Treibstofftank 10 (Fig.l) ist flüssiger Treibstoff 12 enthalten. In den Treibstoff 12 ist ein -später noch zu beschreibender- Indikator in gleichförmiger Dispersion mit Hilfe eine Rührwerkes Ik eingemischt. Mit Hilfe einer Pumpe 16 wird der Treibstoff aus dem Tank 10 in eine Leitungsschleife 18 gefördert, die mehrere Auslässe 20 für die Zufuhr des Treibstoffes mit dem Indikatormaterial zu einer Anzahl von Vergasern aufweist, von denen ein Vergaser 22 dargestellt ist. Der Vergaser 22 ist lediglich in seinen Umrissen dargestellt, weist aber das übliche Schwimmergehäuse, einen Schwimmermechanismus, eine automatische Leerlaufdrossel und Hochgeschwindigkeitstreibstoff systeme, sowie ein herkömmliches Drosselventil auf.

Mit der Rezirkulationsleitungssohleife 18 ist ein Kontrollgerät 2k verbunden, das an einen oder beide in der Leitungsschleife 18 vorgesehene Sensoren 26 anschließbar ist. Wie noch beschrieben wird, stellen die Sensoren 26 die Menge des Indikatormaterials in der durch das Rohr 18 fließenden Flüssigkeit fest, wobei über die im Kontrollgerät 2k enthaltene Elektronik das ausgewertete Resultat auf Anzeigegeräten ablesbar ist, sodaß die Bedienungsperson stets weiß, in welcher Konzentration das Indikatoraaterial vorhanden ist. Ferner kann das Kontrollgerät in nicht dargestellter Weise mit Hilfe einer elektronischen oder einer anderen Steuerung dazu benutzt wer-

den, die Zufuhr von Treibstoff und/oder Indikatormaterial in den Tank 10 zu regeln, sodaß die Konzentration des Indikators im Treibstoff itets am gewünschten Niveau gehalten werden kann« Der Treibstoff im Tank 10 kann gewöhnliches Benzin sein, wie es für ein Auto benutzt wird, in das der Vergaser eingebaut wird. In der Praxis aber hat es sich herausgestellt, daß Benzin für Prtifzwecke wegen seiner hohen Entflammbarkeit und der ihm innewohnenden Gefahren unbefriedigend ist. In der Praxis wird deshalb als Treibstoff im Tank ein weniger flüchtiges Material, wie beispielsweise Stoddard Solvent mit einem Flammpunkt oberhalb 38°C (1OO°F), gewählt, wodurch die Betriebsgefahren vermindert werden·

Der Vergaser 22 ist an ein Saugrohr 30 angeschlossen, das eine Prüfstation 32 und einen Gas-Flüssigkeits- -Abscheider 34 durchläuft, der seinerseits an eine Saugpumpe 36 (vgl· Fig.3) angeschlossen ist. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 34 ist mit einer oder mehreren Schall— düsen 37 versehen, die im einzelnen in der erwähnten US-PS Nr. 3 517 552 beschrieben sind. Schalldüsen 37 haben die Eigenschaft, daß eine einzige Druckmeßstelle zum Ermitteln des durchfließenden Luftvoliaaens erforderlich ist» Solange der Druckabfall durch die Düse einen vorbestimmten Wert übersteigt, steht der Eingangsdruck zum durch die Düse fließenden Luftvolumen in einem direkten Verhältnis, Deshalb ist in Fig.3 ein Druckmesser 40 über ein Rohr 41 an den Abscheider 34 angeschlossen. Da der Druck eine Funktion des durch die Düsen 37 fließenden Luftvolumens ist, kann der Druckmesser 40 in Einheiten des Luftvoluraens oder des Luftgewichtes geeicht sein.

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Die Prüfstation 32 (Fig.l) 1st über elektrische Leitungen 42 mit einer elektronischen Einrichtung 44 verbunden, die die von der Prüfstation kommende Information in ein Maß für das Trßibstoffvolumen oder -gewicht umwandelt. Das Treibstoffvolumen bzw. -gewicht wird dann an einer Skal« 46 angezeigt» Sobald nun das Luftvolumen oder -gewicht des Durchflusses mit Hilfe des Druckmessers 40 und das Treibstoffvolumen bzw. -gewicht des Durchflusses durch das Meßgerät 46 bekanntgeworden ist, kann das Luft-Treibstoff-Verhältnis des durch den Vergaser strömenden Gemisches mathematisch bestimmt werden, oder -wie dies üblicherweise geschieht— es werden die entsprechenden Signale einem Umformer zugeführt, der das Luft-Treibstoff-Verhältnis anzeigt.

Um die Möglichkeit von Schwankungen des Prozentsatzes an Indikatormaterial im durch die Leitungsschleife 18 fließenden Treibstoffgemisch auszugleichen, gibt das Kontrollgerät 24 ein Korrektursignal über eine strichliert dargestellte Leitung 48 ab, die dieses Korrektursignal der elektronischen Einrichtung 44 zuführt, sodaß nötigenfalls der an der Skala 46 ablesbare Treibstoffdurchfluß korrigiert wird.

Wie Fig 2 zeigt, arbeitet die Prüfstation 32 kapazitiv. Dabei ist der Kapazitätsfühler von einem zentral gelegenen torpedoförmigen Körper 50 gebildet, an dem eine Elektrode 51 eines Kondensators befestigt ist. Die andere Elektrode 52 sitzt an der Innenwand des Rohres 30. Die Platten 51» 52 des Kondensators sind über Leitungen 42 mit der Elektronik des Schaltkreises 44 verbunden. Dabei liegt der Kondensator 51» 52 in einem Zweig einer Wheatstone-Brücke. In üblicher Weise wird das Ausgangssignal für das Meßgerät 46 von den Diago-

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nalpunkten der Wheatstone-Brücke abgenommen und zeigt Änderungen in der Dielektrizitätskonstante des zwischen den Platten des Kondensators 51» 52 durchfließenden Stromes an. Wenn nun als Indikator im Treibstoff Metallstaub verwendet wird, so wird beim Durchlauf des Indikators zwischen den Platten 51> 52 des Kondensators die Dielektrizitätskonstante des gesamten Kreises genügend geändert, daß der Zeiger des Gerätes h6 ausschlägt.

fet beabsichtigt, daß pro Zeiteinheit eine große Menge von Metallteilen durch den Kondensator läuft, so ist es zweckmäßig, an Stelle einer einfachen Wheatstone- -Briicke einen etwas komplizierteren Zählkreis zu verwenden. Ein derartiger Zählkreis ist in der US-PS Nr. 3 231 815 dargestellt. Aus dieser Patentschrift ist auch die Verwendung eines Oszillators zum Erzeugen eines Referenzsignales bekannt.

Dieses Referenzsignal hat normalerweise eine festgelegte Frequenz, jedoch ändert sich die Resonanzfrequenz eines Schwingkreises, in den der Kondensator 51» 52 einbezogen ist, sobald Metallteile zwischen die Platten 51» 52 des Kondensators gelangen. Diese Änderung der Resonanzfrequenz bewirkt eine Änderung dör Oszillatorfrequenz und damit eine Änderung der Spannung an einem Meßpunkt an der Umhüllenden der Kurve der Schwingungen. Diese Spannungsänderung wird festgestellt, verstärkt und in Impulse umgeformt, die einem Zähler und/oder einer Einrichtung zum Bestimmen des Mittelwertes zugeführt werden, um so die Anzahl der Metallpartikelchen festzustellen, die pro Zeiteinheit durch den Kondensator laufen.

Vor Beginn des Betriebes der beschriebenen Einrichtung muß der Tank 10 mit Treibstoff gefüllt werden, und darin mit Hilfe des Rührwerkes eine vorbestimmte Menge von Indikatormaterial dispergiert werden. Die Menge

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des Indikatormaterials in Treibstoff kann in der Leitungsschleife 18 mit Hilfe der Sensoren 26 und des Kontrollgerätes 2h festgestellt werden, sodaß man sicher ist, daß der Prozentsatz an Indikatormaterial am Ausgang des Tankes der gleiche ist, als der im in den Tank rückgeführten Treibstoff. Sobald sich dabei ein Gleichgewicht ergeben hat, wird der Vergaser 22 an eines der Treibstoffrohre 20 angeschlossen und die Saugpumpe 36 in Betrieb gesetzt, sodaß Luft durch den Vergaser gesaugt Wird« Sobald aber die Luft duroh den Vergaser strömt, so strömt selbstverständlich in üblicher Weise auch Treibstoff hindurch«

Wenn man annimmt, daß ein konstanter Prozentsatz bzw. eine konstante Menge von Indikatormaterial im Treibstoff vorhanden ist, so ist jede Messung der Menge des Indikatormaterials repräsentativ für die Menge des Treibstoffdurchflusses· Wenn beispielsweise 100 Teilchen des Indikators in einer Volumseinheit Treibstoff suspendiert sind und die Messung der Menge des Indikatormaterials in einer gewissen Zeit 100 Teilchen ergibt, dann zeigt dies den Durchfluß einer Volumseinheit des Treibstoffes an. Sobald das Gemisch von der Prüfstation 32 zum Abscheider 34 gelangt, wird dort die Flüssigkeit abgeschieden und über ein Rohr 35 (Fig. 2) abgelassen. Anschließend wird, wie vorher beschrieben, das Volumen der im wesentlichen trockenen Luft mit Hilfe des Meßgerätes 40 gemessen. Sobald die Luftdurchflußmenge bestimmt ist und eine Volumseinheit des Treibstoffes gemessen ist, kann das Luft- -Treibstoff-Verhältnis entweder mathematisch bestimmt werden oder -wie dies vorher beschrieben wurde- es kann das Aus gang's signal des Meßgerätes kO und der elektronischen

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Einrichtung kk in ein für das Luft-Treibstoff-Verhältnis repräsentatives Signal über die Leitungen kl A, k6 A, den Umrechner k7 und das Anzeigegerät k9 für das Luft- -Treibstoff-Verhältnis umgewandelt werden·

Die bisherige Beschreibung betraf den Betrieb der Ausführungen gemäß Fig. 1 und 2, wobei angemerkt sei, daß es sich dabei lediglich um eine einzige Betriebsart handelte. In der Praxis ist es jedoch üblich, den Durchfluß durch einen Vergaser unter verschiedenen Betriebsbedingungen nach der Herstellung zu prüfen· Eine solche Durohflußmessung wird bei geringen Volumina entsprechend dem Leerlauf eines Motors durchgeführt, eine zweite Prüfung kann bei etwas größerer Öffnung der Drosselklappe durchgeführt werden, die häufig als ungedrosselter Leerlauf (off-idle) bezeichnet wird. Eine dritte Prüfung kann für eine normale Autobahnfahrt repräsentativ sein, und dies wird oft als teilgedrosselter Betrieb oder der Teildrosseltestpunkt bezeichnet· Da ein fetteres Luft-Treibstoff-Gemisch bei hoher Belastung des Motors benötigt wird, ist es auch erwünscht, eine derartige Betriebsbedingung zu simulieren, und dies wird durch Öffnen der Drosselklappe in ihre voll geöffnete Stellung erreicht. Selbstverständlich ist es möglich, so viele zusätzliche Messungen durchzuführen, als erwünscht sind.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind der Treibstofftank, die Treibstoffpumpe, die Treibstoffverteilungsrohre und der Vergaser, die entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion ausgebildet sein können, nicht dargestellt. Teile gleicher Funktion haben die gleichen Bezugszeichen wie in Fig, 1. Es ist also das Rohr 30, das an den Vergaser angeschlossene Saugrohr, das zu der Prüfstation und von dort zum Abscheider 3k

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führt. Ferner ist wiederum ein Luftdurchflußprüfer mit einem Rohr kl und einem Meßgerät kO vorgesehen.

Die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 verwendete Prüfstation weist Fluidics auf. Derartige Fluidics sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und brauchen deshalb im einzelnen nicht beschrieben zu werden. Eine Ausführung solcher Fluidics arbeitet als Oszillator und kann hinsichtlich der Oszillationsfrequenz in Abhängigkeit von den Eigenschaften des durchfließenden Stromes eines Strömungsmittels variiert werden. Wenn nun alle Parameter außer einem einzigen konstant gehalten werden, dann hängt die Oszillationsfrequenz des Oszillators lediglich von dem einzigen variablen Parameter ab. Eine solche Variable kann die Temperatur sein. Es ändert sich deshalb die Osziallationsfrequenz des Oszillators als Funktion von Änderungen der Temperatur. Im vorliegenden Aüsführungsbeispiel geht man jedoch von einer konstanten Temperatur und von einem konstanten Druckabfall am Oszillator aus, sodaß als einzige Variable das spezifische Gewicht oder die absolute Dichte des durch den Oszillator strömenden Strömungsmittels verbleibt. Es wird daher die Oszillationsfrequenz mit dem spezifischen Gewicht oder der absoluten Dichte des durchfließenden Strömungsmittels schwanken.

Gemäß Fig. 3 durchläuft das aus dem Vergaser austretende Gemisch das Saugrohr 30 zu einer Düse 62 des Oszillators 60, die das Strömungsmittel jeweils zu dem einen oder anderen Ausgang 63 bzw. 6k des Oszillators ablenkt. Wenn nun das Gemisch durch den einen oder anderen Auslaß des Oszillators strömt, kann eine Druckerhöhung an der einen oder anderen Einmündung einer Schleife 66 festgestellt werden, die mit dem aus der Düse 62 austretenden Strömungsmittelfluß verbunden ist. Dies er-

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zeugt eine Druckwelle, die die Schleife 62 durchquert und eine Umschaltung des Strömungsmitteldurchflusses von dem einen zum anderen Auslaß bewirkt. Dadurch wiederum durchläuft eine zweite Druckwelle die Schleife und bewirkt eine Druckwelle, die den Strömungsmitteldurchfluß wieder auf den ursprünglichen Auslaß umschaltet, und dieses Umschalten geschieht fortlaufend mit einer Frequenz, die von einer der genannten Variablen abhängt·

Um ein homogenes Gemisch von Treibstoff und Luft im Saugrohr 30 zu sichern, ist eine Heizwicklung 70 vorgesehen, die das Gemisch auf eine konstante Temperatur aufheizt, die zum Verdampfen des gesamten Treibstoffes genügt. Sobald aber das verdampfte Gemisch in den unteren Teil des Saugrohres 30 gelangt ist, wird es durch eine Kühlschlange 71 so weit abgekühlt, daß sich der Treibstoff wieder verflüssigt, sodaß er im Abscheider 3h von der Luft wiederum separiert werden kann. Um die Oszillationsfrequenz des Oszillators 60 festzustellen, ist mit einem der Auslässe ein Detektor lh verbunden, der in der Praxis einfach von einem Mikrophon gebildet sein kann. Das Ausgangssignal des Mikrophons lh wird einem verstärkenden Wandler 76 zugeführt, der das Signal einerseits verstärkt und es anderseits in eine Gleichspannung umwandelt, sodaß das Ausgangssignal an einem Meßgerät 78 abgelesen werden kann. Wie noch später beschrieben werden wird, kann das Ausgangssignal des Mikrophons Ik über eine Mischstufe 79 dem verstärkenden Wandler 76 zugeführt werden.

Im linken Teil der Fig. 3 ist ein Verstärker 60 A dargestellt, an dessen Eingang ein Rohr 30 A mit einem Ventil 31, einer Heizwicklung 70 A angeschlossen ist und mit dessen Ausgang eine Kühlschlange 71 A zum

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Abkühlen des durch das. Kohr 30 A abfließenden Strömungsmittels verbunden ist, das einer Kammer J>k A mit den Düsen 37 ähnlichen Düsen zugeleitet wird. Der Oszillator 60 A ist entsprechend dem Oszillator 60 mit einer Düse 62 A, mit Auslässen 63 A und 64 A, sowie mit einer Steuerschleife 66 A versehen. Ein Auslaß des Oszillators 60 A weist einen Mikrophondetektor 7k A auf. Dieser Teil der Konstruktion dient als Vergleichs- und Eichteil, um so den rechten Teil der in Fig. 3'dargestellten Konstruktion auf die erforderlichen Werte einstellen zu können, sodaß am Meßgerät 78 die gewünschten Ablesungen vorgenommen werden können.

Die in Fig. 3 dargestellte Konstruktion mit den Fluidics kann auf verschiedene Weise betrieben werden. So kann zunächst das Ventil 31 geöffnet werden, sodaß die Vakuumpumpe eine vorbestimmte Menge Luft durch das Saugrohr 30 A saugt, wobei diese vorbestimate Luftmenge dem normalen Luftdurchfluß durch den Vergaser bei gedrosseltem Leerlauf entsprechen kann. Bei konstanter Luftdurchflußmenge durch das Rohr 30 A können sodann die Heizwicklungen 70 A und die Kühlschlange 71 A so eingestellt werden, daß im System konstante Temperaturen herrschen, wobei der Oszillator 60 A mit einer Frequenz schwingen wird, die durch die durchfließende Menge trockener Luft bestimmt ist. Diese Schwingungen werden vom Mikrophon 74 A aufgenommen und über die Mischstufe 79 dem verstärkenden Wandler 76 zugeführt und schließlich zum Meßgerät 73, das nun eine Referenzspannung erhält, die der Luftmenge unter gegebenen Betriebsbedingungen entspricht. Sobald die Referenzmenge der Luft eingestellt ist, kann die Steuerschleife 66 A abgeschaltet und auf die Schleife 66

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umgeschaltet werden, an die oberhalb des Saugrohres 30 ein Vergaser angeschlossen ist. Ferner wird auch die Heizwicklung 70 und die Kühlschlange 71 eingeschaltet, sodaß sich die gleichen Temperaturbedingungen ergeben, wie bei der Eichung des Oszillators 60 A. Zu diesem Zeitpunkt wird der Oszillator 60 mit einer von der Frequenz des Oszillators 60 A abweichenden Frequenz arbeite und diese Differenz kann verstärkt und im Stromkreis 76 gleichgerichtet werden, sodaß sich am Meßgerät 78 ein die Änderungen der Betriebsbedingungen anzeigendes Signal ergibt·

Bei einer anderen Anwendung der dargestellten Konstruktion werden beide Prüfstationen 60, 60 A verwendet, sodaß beide Mikrophone 74, 74 A Signale der Mischstufe zuführen· In der Mischstufe 79 werden die beiden Signale überlagert bzw. ein Differenzfrequenzsignal gewonnen· Dieses Differenzfrequenzsignal wird anschließend dee verstärkenden Wandler 76 und von dort dem Meßgerät 78 zugeleitet, wobei es für die absolute Dichte bzw« das spezifische Gewicht des verdampften, durch die Prüfstation 60 laufenden Gemisches repräsentativ ist. Da die absolute Dichte bzw. das spezifische Gewicht des Gemisches eine Funktion des Luft-Treibstoff-Verhältniaaee ist, kann das Meßgerät 78 in Einheiten des Luft-Treibstoff-Verhältnisses geeicht sein«

Bei einer dritten Betriebsweise der Konstruktion nach Fig· 3 wird lediglich die Prüfstation 60 verwendet und, wie beschrieben, ein Vergaser auf das Saugrohr 30 gesetzt. Solange sich kein Treibstoff im Vergaser befindet kann der Vergaser so eingestellt werden, daß er den gewünschten Luftdurchfluß zum Eichen des Meßgerätes 78 ergibt, worauf Treibstoff in den Vergaser eingelassen werden kann, wobei die Prüfstation 60 in der beschriebenen

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Weise funktioniert.

Obwohl nun ein Fluidicelement als Oszillator zum Prüfen der absoluten Dichte des verdampften Luft- -Treibstoff-Gemisches beschrieben ist, wird es dem Fachmann ohneweiteres klar sein, daß auch andere Einrichtungen verwendet werden können· Beispielsweise kann ein

mit
Kristall zu Vibrationen/einer vorbestimmten Frequenz angeregt werden, wobei die Fortpflanzungszeit der resultierenden Schallwelle durch einen Spalt vorbestimmter Größe gemessen werden kann· Die Fortpflanzungszeit wäre dann ein Maß für die Dichte.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß eine eigentliche Treibstoffdurchflußmessung nicht durchgeführt wird, sondern eine Eigenschaft des Luft-rTreibstoff-Gemisches festgestellt bzw. gemessen wird, und diese Eigenschaft anschließend in entsprechende Einheiten der Treibstoffmessung und/oder des Luft-Treibstoff- -Verhältnisses umgewandelt wird. Der Ausdruck "Eigenschaft" des Strömungsmittels soll dabei im Rahmen der Patentansprüche im weitesten Sinne verstanden werden·

Durch das erfindungsgemäße Prüfsystem ergeben sich zahlreiche Vorteile, die herkönmlicherweise nicht erzielbar waren. Da nämlich bekannte Systeme von einer Treibstoffmessung vor dem Eintritt des Treibstoffes in das Schwimmergehäuse ausgingen, beeinflußten notwendigerweise Schwankungen im Treibstoffniveau innerhalb des Schwimmergehäuses die Messung, woraus sich unerwünschte Schwankungen ergaben· Da dagegen erfindungsgemäß die Treibstoffmessung unterhalb der Drosselklappe vorgenommen wird, machen Niveauschwankungen im Schwimmergehäuse weniger aus, und es beeinflussen geringe Schwankungen des Treibstoffspiegels im Schwimmergehäuse die Treibstoff-

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messung nichto Auf diese Weise ist es möglich, Luft- -Treibstoffmessungen rascher und genauer als bisher zu erhalten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel kann der geprüfte Vergaser sowohl ein mit einem einzigen Lufttrichter versehener Vergaser sein, der ein Treibstoffgemisch in ein einziges Rohr fördert, oder es kann auch ein mehrere solcher Lufttrichter aufweisender Vergaser mit Förderung von Luft und Treibstoff in ein einziges Rohr vorgesehen sein. Alternativ hiezu können aber auch die einzelnen Vergaserlufttrichter eines mehrere solcher Trichter aufweisenden Vergasers voneinander getrennt sein, wobei Prüfstationen den einzelnen von den jeweiligen Vergaserlufttrichtern wegführenden Rohren zugeordnet sind. In der Praxis bedeutet dies, daß für jede Seite eines zwei Vergaserlufttrichter aufweisenden Vergasers Saugrohre vorgesehen sein müssen, wobei die gleiche Anordnung auch in entsprechender Weise ohne Schwierigkeiten für einen vier Lufttrichter aufweisenden Vergaser vorgesehen sein kann. Außer für Laboratoriumszwecke war es bisher unmöglich, das Luft-Treibstoff-Verhältnis von verschiedenen Auslassen eines mehrere Vergaserlufttrichter aufweisenden Vergasers miteinander zu vergleichen. Bei Anwendung der Erfindung ist dies beispielsweise durch Anordnung zweier Prüfstationen zum Vergleich des Luft- -Treibstoff-Verhältnisses von jeder Seite eines zwei oder vier Lufttrichter aufweisenden Vergasers möglich. Dies stellt einen wesentlichen durch die Erfindung erzielbaren Fortschritt dar.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

Verfahren zum Durchfluten eines Vergasers und zum Bestimmen des Luft-Treibstoff-Verhältnisses des durch den Vergaser strömenden Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß

A) der Vergaser an eine Steigleitung angeschlossen wird, die mit einer Vakuumquelle verbunden ist, wobei mit Hilfe der Vakuumpumpe.Luft durch den Vergaser gesaugt wird,

B) daß Treibstoff dem Vergaser von einer Treibstoffquelle zugeführt wird,

C) daß der Luftdurchlaß durch den Vergaser in einer Luftmeßzone zwischen dem Vergaser und der Vakuumquelle gemessen wird,

D) daß in einer Prüfzone im Steigrohr und unterhalb des Vergasers eine Eigenschaft des Treibstoffes gemessen wird, die für die Treibetoffmenge repräsentativ ist und

E) daß der gemessene Luftdurchfluß und der Treibstoffdurchfluß in das Luft-Treibstoff-Verhältnis umgewandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Treibstoff ein Indikatormtterial zugesetzt wird, wobei während de· nachfolgenden Meßvorgange· die Menge des Indikator· im Treibstoff gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration de· Indikators im Treibstoff bei der Zufuhr des Treibstoffes aus der Treibstoffquelle in einer Kontrollzone kontrolliert wird.

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k. Verfahren nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, daß aus der Kontrolle der Konzentration des Indikators ein Korrektursignal zum Korrigieren der Messung abgeleitet wird, wobei mit Hilfe dieses Signales mögliche Änderungen der Konzentration des Indikators ausgeglichen werden«

5· Verfahren nach Anspruch 1, daduron gekennzeichnet, daß der Treibstoff verdampft wird, wobei man ein Dampfgemisch von Treibstoff und Luft erhält, wobei die zu prüfende Eigenschaft eine physikalische Eigenschaft des verdampften Gemisches ist·

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß als physikalische Eigenschaft die absolute Dichte des Gemisches geprüft wird«

7« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Indikators im Treibstoff kontrolliert wird und daß bei der Messung der Eigenschaft des Treibstoffes ein Korrektursignal entsprechend Änderungen der Indikatoren ge is Treibstoff berücksichtigt wird.

ö» Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verdampfte Gemisch einem Fluidie-Osatillator zugeführt wird, wobei bein Prüfe» die Oszillationsfrequenz des Osiillators gemessen wird«

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzmenge von Luft durch einen Rsferenz-Fluidio-Oszlllattr durchgelassen und die Oszillationsfrequenz des Referenz-Oszillators gemessen wird,

10· Verfahren nach Anspruch 9ι dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen sowohl d«s einen Fluldio- -Oezillatora als auch des Eeferenz-Fluidic-Oszillatore bestimmt werden und beide Frequenzen in einer Verstürkungszon· einander überlagert und daraus eine Üteerlagerungssohwingung gewonnen wird, die für das Luft-Treibsttiif-

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I OWQlNAL fNSPECTED

-Verhältnis repräsentativ ist.

He Vorrichtung zum Durchfluten eines Vergasers zum Bestimmen des Luft—Treibstoff-Verhältnisses eines durch den Vergaser strömenden Gemisches, gekennzeichnet durch eine Treibstoffquelle (io) für die Zufuhr von Treibstoff zum Vergaser (22), durch eine Vakuumpumpe zum Durchsaugen von Luft und Treibstoff durch den Vergaser, durch Zufuhreinrichtungen (l6, 18, 20) für die Zufuhr von Treibstoff von der Treibstoffquelle zum Vergaser, durch eine Leitung (30) zwischen der Vakuumpumpe und dem Vergaser, und durch Prüfeinrichtungen (32, 40; 60) in der Leitung zum Prüfen einer Eigenschaft des Gemisches.

12» Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtungen (32, 40; 60) zum Bestimmen des Luft—TreibstofjRferhältnisses des vom Vergaser erzeugten Gemisches aus der genannten Eigenschaft ausgebildet sind.

13· Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtungen (32, 40; 60) Einrichtungen (40) zum Messen des absoluten Druckes zwecks Bestimmung der Menge des Luftdurchflusses und Einrichtungen (32; 60) für die Kontrolle der Eigenschaft des Treibstoffes zum Bestimmen der Treibstoffdurchflußmenge aufweisen,

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtungen (32) von einer Einrichtung zum Bestimmen der absoluten Dichte des Luft- -Treibstoff-Gemisches gebildet sind,

15« Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtungen einen Fluidic-Oszillator (60) aufweisen, dessen Oszillationsfrequenz eine Funktion der Dichte ist.

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l6. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtungen für die Ireibstoffeigenschaft elektronische Detektoroinrichtungen {kk; 76, 79) zum Messen der Indikatormenge im Treibstoff aufweisen·

17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Einrichtungen {kk) -mit Wandlern (Ί7, k9) zum Umwandeln der geprüften Indikatormenge und der festgestellten Luftdurchflußmenge in das Luft-Treibstoff-Verhältnis verbunden sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen, Einrichtungen (kk) mit einer kapazitiven Einrichtung (51,52) in der Leitung (30) verbunden sind, welche kapazitive Einrichtung zum Prüfen der vorhandenen Indikatormenge ausgebildet ist.

19o Verfahren zum Durchfluten eines Vergasers und zum Bestimmen des Luft-Treibstoff-Verhältnisses des vom Vergaser erzeugten Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß

A) der Vergaser mit einer an eine Vakuumpumpe angeschlossenen Leitung verbunden wird, daß an den Vergaser eine Treibstoffquelle angeschlossen wird, und daß mit Hilfe des Vakuums ein Gemisch von Luft und Treibstoff aus dem Vergaser in die Steigleitung gesaugt wird; und daß

B) in einer Prüfzone innerhalb der Steigleitung eine Eigenschaft des Luft-Treibstoff-Gemisches gemessen und diese Messung in das Luft—Treibstoff-Verhältnis umgewandelt wird₀

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchflußmenge durch den Vergaser gesondert gemessen wird.

-20- 20.6.72 /ha

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