DE2444581C3 - Einrichtung zur Messung des momentanen Kraftstoffverbrauches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung des momentanen Kraftstoffverbrauches, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, mit einem vor dem Durchflußmesser eingefügten, aus einer Pumpe und einem Druckhalteventil bestehenden Vorkreislauf, bei der der Vorkreislauf mit seinem Ein- und Ausgang am Kraftstofftank getrennt angeschlossen ist und einen für eine blasenfreie Kraftstoffversorgung für Meßgerät und Motor ausreichenden Druck aufrechterhält und bei der auch bei einer Kraftstoffaufbereitungsanlage mit Rücklaufleitung nur eine Meßstrecke zwischen dem Ausgang des Vorkreislaufes und dem Kraflstoffversorgungssystem des Motors eingebaut ist nach Patent 21 29 495.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Meßgerät gemäß dem Hauptpatent verbesserte Einrichtung zur Messung des momentanen Kraftstoffverbrauches zu schaffen, die einen einfacheren Gesamtaufbau aufweist, einen raschen und unkomplizierten Einbau zwischen Motor und Kraftstoffbehälter ermöglicht und die sowohl für den stationären als auch für den instationären Betrieb einsetzbar und neben Kraftstoff-Aufbereitungsanlagen mit Vergaseroder Einspritzbetrieb auch für den Dieselbetrieb geeignet ist. Außerdem soll eine hohe Meßgenauigkeit auch bei raschen, durch den Verbrauch selbst bedingten Geschwindigkeitsänderungen, insbesondere bei kleinen Durchflußmengen, gewährleistet sein.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen Meßstrecke und Kraftstoffversorgungssystem des Motcrs eine als Dämpfer wirkende, schraubenförmig gewundene Beruhigimgsleitung angeordnet ist

Durch den Einbau dieser Beruhigungsleitung wird verhindert daß die gesamte Kraftstoffsäule in der Einrichtung bei geringen Kraftstoffverbräuchen (etwa 2-4 Liter pro Stunde, d.h. tropfendes Austreten des Kraftstoffes) durch das stoßweise Öffnen der Düsen in Schwingungen versetzt wird, die sich rückströmend durch das Durchflußmengenmeßgerät fortpflanzen und beim Vorwärtsschwingen erneut als Verbrauch in die Messung mit eingehen würden.

Bei einer bekannten Vorrichtung nach dem DE-GM 18 76 733 ist zwar ein Dämpfer eingesetzt, der allerdings durch eine teilweise mit Gas gefüllte Dämpfungskammer gebildet ist, die ähnlich wie ein Windkessel allzu rasche Geschwindigkeitsänderungen des Kraftstoffstromes dämpft Das führt dazu, daß auch schnelle, durch den Verbrauch selbst bedingte Geschwindigkeitsänderungen — hauptsächlich bei geringen Durchflußmengen — vom Meßgerät nicht wahrgenommen werden.

Ferner sind Dämpfer bekannt die aus einem mit einem Einlaß und Auslaß versehenen Behälter bestehen, der durch eine Lochblende in zwei Kammern geteilt ist. Die Lochblende ist sehr klein, um eine ausreichende Dämpfung erzielen zu können. Da aber kleine Lochblenden Kraftstoffmengen bis zu 150 l/h nicht durchlassen, sind Dämpfet dieser Art für die erfindungsgemäße Einrichtung nicht geeignet.

Außerdem müssen beide Kammern nach dem Einbau des Meßgerätes völlig entlüftet werden, was jedoch in der Praxis nicht durchführbar ist Ferner befindet sich der Dämpfer an einer Stel'e im Meßgerät die durchflußabhängig Druckänderungen unterliegt. Verbleibende Gaseinschlüsse verändern ihr Volumen, und Volumenänderungen werden nach der Moßstelle erfaßt und führen zu Meßfehlern.

Durch die erfindungsgemäße Beruhigungsleitung wird bei konstantem Volumen eine ausreichende Dämpfung bewirkt. Gaseinschlüsse werden nach dem Einbau des Meßgerätes automatisch herausgespült und durch bestimmte Maßnahmen nach dem Hauptpatent ist dafür gesorgt, daß sich in ganzen Meßsystem keine Luftblasen befinden oder bilden können. Das Meßsystem ist somit volumenkonstant bzw. gasfrei und damit weniger kompressibel. Meßfehler sind ausgeschaltet.

Der Dämpfungsgrad der Beruhigungsleitung hängt von ihren Abmessungen und den auftretenden Frequenzen der Flüssigkeit ab. Die Dämpfungswirkung ist umso höher, je höher die auftretenden Frequenzen sind. Die Grunddämpfung wird von der Fließgeschwindigkeit bestimmt (Gleichstromwiderstand), und bei Strömungsstillstand wird nur die Störschwingung bedämpft (Wechselstromwiderstand). Dabei werden die Longitudinalwellen der Störschwingungen am Umfang der schraubenförmig gewundenen Beruhigungsleitung gebrochen und verlieren so mit der Z^ahl der Brechungen an Energie.

Motorseitig bedingte Druckstöße werden durch die Beruhigungsleitung geglättet und können damit nicht auf das Meßsystem wirksam werden.
Volumenstöße, also durch rasche Änderungen des

Verbrauchs bedingte Geschwindigkeitsschwankungen, werden vom Meßgerät gemessen, da diese wesentlich langsamer als die Druckstöße erfolgen. Die bei Voäumensiößen auftretenden niederen Frequenzen (gegenüber den hohen Frequenzen der Druckstöße) bleiben praktisch unbedämpfL

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Beruhigungsleitung so ausgebildet sein, daß sie gegenüber den Anschlußleitungen gleichen Strömungsquerschnitt aufweist.

Alle Verbrauchsschwankungen liegen in ihrer Frequenz weit unterhalb der Störschwingungen. Es sind echte Verbrauchsänderungen und werden verzögerungsfrei angezeigL

Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Beruhigungsleitung in ihrer Leitungslänge so bemessen sein, daß an ihrem Ausgang auch bei maximalem Kraftstoffmengenbedarf ein die Luftblasenbildung verhindernder Druck herrscht

Um die sehr empfindlichen Durchflußmengenmeßgeräte auf der Fahrt zur Meßstrecke nicht unnötig zu beanspruchen, kann vorgesehen sein, daß im Vorkreislauf in Strömungsrichtung hinter der Pumpe eine als Bypaß dienende Leitung mit zwischengeschaltetem Sperrventil abzweigt, die am Ausgang der Beruhigungsleitung einmündet

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung mit einem Ausführungsbeispiel im folgenden näher erläutert

Eine Einrichtung 1 zur Messung des momentanen Kraftstoffverbrauches ist mit einer Meßleitung 2 versehen, in der zwei hintereinandergeschahete Durchflußmengenmeßgeräte 3 und 4 angeordnet sind.

Die für die exakte Messung des Kraftstoffverbrauches erforderlichen Durchflußmengenmeßgeräte 3, 4, die als sogenannte Durchflußmengenmeßgeräte mit Turbinenmeßrädern ausgebildet sind, sind so ausgelegt, daß das erste Meßgerät 3 auf eine Durchflußmenge von 12 bis 120 l/h und das zweite Meßgerät 4 auf eine Durchflußmenge von 3 bis 30 l/h anspricht Beiden Meßgeräten 3, 4 sind als Magnetventile ausgebildete Sperrventile 5 und 6 zugeordnet, von denen das Sperrventil 5 dem kleineren Meßgerät 4 vorgeschaltet ist, während das Sperrventil 6 in einem das Meßgerät 4 umgebenden Bypaß 7 zwischengeschaltet ist Die Durchflußmengenmeßgeräte 3, 4 sind so geschaltet, daß bei einer Durchflußmenge unter 25 l/h das Magnetventil S öffnet und das Magnetventil im Bypaß 7 schließt Liegt die Durchflußmenge über 25 l/h, erfolgt eine Umkehrung der Schaltung für die Magnetventile 5 und 6.

Vor der Meßleitung 2 befindet sich ein aus Pumpe 8 und Druckhalteventil 9 bestehender Vorkreislauf 10, der mit seinem Ein- und Ausgang am fahrzeugseitigen Kraftstoffbehälter U getrennt angeschlossen ist

Der je nach erforderlicher Verbrauchsmenge ent

weder über beide Meßgeräte 3, 4 oder über ein Meßgerät 3 und den Bypaß 7 geleitete Kraftstoff strömt in eine am Ausgang der MeBstrccke angeschlossene, schraubenförmig gewundene und als Dämpfer wir-S kende Beruhigungsleitung, die so dimensioniert ist, rlaß die z. B. vom Einspritzbetiieb erzeugten und schnell auftretenden Druckschwankungen nicht auf die empfindlichen Durchflußmengenmeßgeräte 3, 4 einwirken.

ίο Damit die Durchflußmengenmeßgeräte 3 und 4 bei Hin- und Rückfahrten zur Meßstrecke außer Betrieb gesetzt werden können, zweigt vor dem großen Durchflußmengenmeßgerät 3 eine als Bypaß vorgesehene Leitung 13 mit eingefügtem dritten Sperrventil 14

is ab, die in die die Beruhigungsleitung 12 und die fahrzeugseitige Förderpumpe: 15 verbindende Leitung 16 einmündet

Bei einer Kraftstoffaufbereitungsanlage 17 mit Rücklaufleitungen 18 ist dieselbe vor der Förderpumpe 15 angeschlossen.

In der Verbindungsleitung f6 ist hinter einer Stelle, wo der Bypaß 13 einmündet, ein Druckminderventil 19 zwischengeschaltet das bei jeder Kraftstoffaufbereitungsanlage mit Rücklaufleitung einen Überdruck von

0,1 bar aufrechterhält, 'um damit sicherzustellen, daß die CO-Werte nicht unzulässig hoch werden.

Die in der Zeichnung mit unterbrochenen Linien 20, 21 gekennzeichneten Leitungen stellen die Verbindung zwischen dem Kraftstoffbehälter und dem Kraftstoff- Versorgungssystem bei nicht eingebauter Einrichtung dar.

Die Einrichtung läßt sich zu Meßzwecken mit einfachen Schlauchverbindungen zwischen Kraftstoffbehälter U und Förderpumpe 15 schalten, wobei das Meßergebnis von einem nicht dargestellten Digitaldrukker als Menge in Liter pro 100 Kilometer oder pro Stunde ausgedruckt wird. Die benötigten Meßwerte für Geschwindigkeit und Meßstrecke werden von einem mehrpoligen Vorderradgeber erzeugt

Die für verschiedenartige Kraftstoffaufbereitungsanlagen geeignete Einrichtung enthält keinen den Vorkreis- und Systemdruck anzeigenden Druckanzeiger mehr, da die Pumpe 8 für jedes System so eingestellt ist daß — auch wenn der Motor mit maxima- lern Kraftstoffverbrauch gefahren wird — noch ein ausreichender Druck in den Kraftstoffleitungen herrscht, der Luftblasenbildung verhindert

Ein Umbau in der Einrichtung selbst bzw. eine Änderung des Vorkreisdruckes sowie eine Änderung der Anschlußleitungen sind nicht mehr erforderlich. Die Einrichtung, mit der zuvor Messungen an einem Motor mit Einspritzbetrieb durchgeführt wurden, kann sofort mit wenigen Handgriffen zwischen Kraftstoffbehälter und Förderpumpe eines Motors mit Vergaserbetrieb eingebaut werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Messung des momentanen Kraftstoffverbrauches, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, mit einem vor dem Durchflußmesser eingefügten, aus einer Pumpe und einem Druckhalteventil bestehenden Vorkreislauf, bei der der Vorkreisiauf mit seinem Ein- und Ausgang am Kraftstofftank getrennt angeschlossen ist und einen für eine blasenfreie Kraftstoffversorgung für Meßgerät und Motor ausreichenden Druck aufrechterhält und bei der auch bei einer Kraftstoffaufbereitungsanlage mit Rücklaufleitung nur eine Meßstrecke zwischen dem Ausgang des Vorkreislaufes und dem Kraftstoffversorgungssystem des Motors eingebaut ist, nach Patent 2129 495, dadurch gekennzeichnet, d&3 zwischen Meßstrecke und Kraftstoffversorgungssystem eine als Dämpfer wirkende, schraubenförmig gewundene Beruhigungsleitung (12) angeordnet ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungsleitung so ausgebildet ist, daß sie gegenüber den Anschlußleitungen (Meßleitung (2) und Verbindungsleitung (16)) gleichen Strömungsquerschnitt aufweist

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungsleitung (12) in ihrer Leitungslänge so bemessen ist, daß an ihrem Ausgang auch bei maximalem Kraftstoffmengenbedarf ein die Luftblasenbildung verhindernder Druck herrscht

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorkreislauf in Strömungsrichtung hinter der Pumpe (8) eine als Bypaß vorgesehene Leitung (13) mit zwischengeschaltetem Sperrventil (14) abzweigt, die am Ausgang der Beruhigungsleitung (12) einmündet