DE2630521A1

DE2630521A1 - Fliessbank

Info

Publication number: DE2630521A1
Application number: DE19762630521
Authority: DE
Inventors: Ernst Ing Grad Leunig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1976-07-07
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1978-01-12
Also published as: US4122707A; DE2630521B2; DE2630521C3

Description

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

;:6.1 76

K 2200/1702-pt-hu-sa

Fließbank

Die Erf induing betrifft eine Fließbank der im Oberbegriff des Hauptanspruehs genannten Art, wie sie aus der DT-OS 1 911 700, 46c2, 32, bekannt ist·

Ale Prüflinge kommen beispielsweise Zusatzluftschieber in Frage, die bei niedrigen Temperaturen einer zugeordneten Baiennkraftmaschine die Leerlaufdrehzahl erhöhen und mit zunehmender Erwärmung über eine Bimetallsteuerung ihren Strömungsquerschnitt für die Zusatzluft verringern. Auch Vergaser sind in diesem Zusammenhang zu nennen; bei ihnen ist der Strömungsquerschnitt abhängig von der Drosselklappenstellung. Bei der Prüfung und der sich gegebenenfalls anschließenden Justierung derartiger Prüflinge ist es erforderlich, aus den vorhandenen Daten der Strömung, also einem Druck oder einem Durchsatz, eine Heßgröße für den jeweiligen Strömungsquerschnitt des Prüflings zu gewinnen.

Das auch als Downstream-Messung bekannte Verfahren, einen Prüfling und eine kritisch durchströmte Düse in StrömungBrichtung in Reihe zu schalten und aus dem Druck zwischen den beiden sowie

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einem Durchsatz auf die Eigenschaften des Prüflings zu schließen, "besitzt infolge der unterschiedlichen Kennlinien der kritisch durchströmten Meßdüse und des Prüflings folgende anhand Figur 1 zu erläuternde Schwierigkeit:

In Figur 1 ist der Saugdruck oder genauer: der Saugunterdruck in Strömungsrichtung hinter dem Prüfling bzw. der "bei unmittelbarer Reihenschaltung von Prüfling und kritisch durchströmter Düse identische Tordruck ρ der Meßdüse über dem Durchsatz d aufgetragen. Bei einer einfachen Reihenschaltung ist der Durchsatz d sowohl der Durchsatz durch die Meßdüse als auch durch den Prüfling. Beispielsweise im Falle eines Yergasers als Prüfling hat dieser eine Kennlinie des bei I grundsätzlich angedeuteten Verlaufs, während die Kennlinie der kritisch durchströmten Düse bei II dargestellt ist. Geht man einmal von einem vorgegebenen Wert d1 des Durchsatzes aus, so ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Kennlinien zwischen Meßdüse und Prüfling zwei verschiedene Druckwerte, nämlich als Saugdruck entsprechend der Kennlinie I des Prüflings der Druckwert p1, dagegen als Tordruck entsprechend der Kennlinie II der kritisch durchströmten Düse der Druckwert p1'; die beiden Druckwerte unterscheiden sich um die Druckdifferenz Δρ. Geht man dagegen von einem gemeinsamen Wert p1 für den Saugdruck und den Vordruck aus, so sind hierfür unterschiedliche Durchströmungen d1 des Prüflings einerseits und d1' der Meßdüse andererseits erforderlich.

Bei dem durch die eingangs zitierte OS gegebenen Stand der Tech nik wird dieses Problem dadurch gelöst, daß für jeden Meßpunkt eine einzelne kritisch durchströmte Meßdüse konstanten Querschnitts Einsatz findet· Diese Meßdüsen bilden in ihrer Gesamtheit einen Düsenstock, und es wird nur jeweils eine einzelne Düse zur Messung freigegeben. Man hat also hier eine durch die Zahl der Meßpunkte gegebene Anzahl von kalibrierten Düsen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fließbank der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine derart große, von der Zahl der Meßpunkte abhängende Anzahl von kritisch durchströmten Düsen vermieden ist. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Wie in den Ansprüchen 2 und 3 im einzelnen angegeben, kann man die Erfindung entweder durch ein in Reihe mit Prüfling und Meßdüse liegendes Stellglied oder durch eine in einem Bypass zu dem Prüfling liegende kritisch durchströmte Düse mit veränderbarem Querschnitt realisieren. Die jeweilige Einstellung des Strömungsquerschnitts der Düse im Bypass kann mittels eines Positionsgebers für die Düsennadel erfolgen; hierzu werden die den verschiedenen Meßpunkten zugeordneten Sollwerte der Stellung der Düsennadel und damit des Strömungsquerschnitts der kritisch durchströmten Düse im Bypass gespeichert. Demgegenüber erfolgt die Verstellung des Strömungsquerschnitts des Stellglieds in Reihe mit dem Prüfling über einen Regler auf konstanten Saugunterdruck.

Jede dieser beiden erfxndungsgemaßen Möglichkeiten besitzt gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik den Torteil, daß außer der einen zeitlich konstanten Strömungsquerschnitt besitzenden Meßdüse nur ein Element mit veränderbarem Strömungsquerschnitt vorhanden ist, nämlich ein Stellglied in Beihe mit dem Prüfling oder eine weitere kritisch durchströmte Düse in einem Bypass zu dem Prüfling. Es ist daher mit geringstem Aufwand möglich, einen Prüfling bei vorgegebenen Werten des Saugunterdrucks unter Ausnutzung des Vordrucks vor der kritisch durchströmten Düse als Maß für den Strömungsquerschnitt des Prüflings zu kontrollieren.

Bei beiden Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung kann es sinn-

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voll sein, parallel zum Prüfling eine kritisch durchströmte Düse mit zeitlich konstantem Querschnitt vorzusehen. Der Querschnitt dieser Düse kann so dimensioniert sein, daß auch dann, wenn, der Durchsatz durch den Prüfling null oder annähernd null ist, der Durchsatz durch die kritisch durchströmte Meßdüse so groß ist, daß tatsächlich noch eine kritische Durchströmung vorliegt. Diese Notwendigkeit einer Nullpunktsunterdrüekung liegt dann vor, wenn "beispielsweise ein Zusatzluftschieber auch noch im annähernd geschlossenen Zustand geprüft werden soll.

Ein Bypass mit einer flächenkonstanten Düs3 kann aber auch dann sinnvoll sein, wenn der Prüfling ein Vergaser ist. Bei einer Downstream-Messung eines Yergasers tritt nämlich die Schwierigkeit auf, daß dem Vergaser zwar Luft zugeführt wird, er aber an die nachgeschaltete kritisch durchströmte Düse ein Kraftstoff-Luft-Gemisch abgibt. Hier kann es zur "Verdünnung" des Gemischs, wie bekannt, zweckmäßig sein, der kritisch durchströmten Düse eine zusätzliche konstante Luftströmung zuzuführen, die ebenfalls durch entsprechende Auslegung des Stellglieds berücksichtigt werden muß.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen schematisch die Figuren 2 und 5.

Betrachtet man zunächst Figur 2, so liegt die eigentliche Meßstrecke mit dem Prüfling 1, dem Stellglied 2 und der kritisch durchströmten Düse ]5 zwischen dem Druckbehälter 4 "und. äer Luftpumpe 5· Das Stellglied 2 wird mittels der Steuerschaltung 6 hinsichtlich seines Strömungsquerschnitts so beeinflußt, daß sich bei einem vorgegebenen gleichen Durchsatz durch den Prüfling 1 und die Meßdüse 3 am Punkt 7 ei*¹ Saugunterdruck einstellt, der unabhängig ist von dem sich am Punkt 8 einstellenden Düsenvordruck, der mittels des Meßinstruments 9 oder einer Registriereinrichtung als Maß für den Strömungsquerschnitt des Prüflings 1 erfaßt wird.

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In diesem Ausführungsbeispiel ist ferner ein Bypass 10 zu der Reihenschaltung von Prüfling 1 und Stellglied 2 vorgesehen, der die flächenkonstante weitere kritisch durchströmte Düse 11 enthält. Auch die Meßdüse 3 "besitzt einen konstanten Strömungsquerschnitt. Me flächenkonstante Düse 11 im Bypass 10 dient bei einem Vergaser als Prüfling in der'beschriebenen V/eise zur Verdünnung des der Meßdüse 3 zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs, in anderen !Fällen zur Eullpunktunterdrückung durch Erzeugung eines konstanten Anteils der Durchströmung durch die kritisch durchströmte Düse 3, so daß bei Abschalten der Strömung durch den Prüfling 1 die kritisch durchströmte Düse 3 nach wie vor in üblicher Betriebsweise arbeitet.

Wie bereits ausgeführt, erfolgt die Prüfung eines Zusatzluftschiebers im Einblick auf die Verringerung seines Strömungsquerschnitts mit zunehmender Zeit nach Einschalten der Spannung für sein Bimetall. Auch ein derartiger Prüfling hat verständlicherweise eine Kennlinie im Sinne der Erfindung, nämlich eine Kurve bzw. eine Gerade, die den Zusammenhang zwischen der Durchströmung einerseits und dem Druck am Prüfling andererseits wiedsrgibt. Das zeitliche Verhalten eines derartigen Prüflings wird nun so erfaßt, daß ein vorgegebener konstanter Druck am Prüfling, also der Saugdruck, eingestellt sowie die Heizspannung für das Bimetall und gleichzeitig ein Schreiber oder eine andere registrierende Einrichtung eingeschaltet wird. Als Maß für den Durchsatz wird dann in verschiedenen Zeitpunkten oder kontinuierlich der sich entsprechend dem Verhalten des Prüflings einstellende Vordruck vor der kritisch durchströmten Düse gemessen.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 stimmt hinsichtlich des Druckbehälters 4» des Prüflings 1, der kritisch durchströmten Meßdüse 3 zeitlich konstanten Querschnitts und der Luftpumpe 5 mit dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 überein. Hier liegt

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aher nicht in Reihe mit dem Prüfling 1 ein Stellglied, sondern in dem Bypass 20 zum Prüfling 1 die kritisch durchströmte Düse 21 zeitlich veränderlichen Strömungsauerschnitts. Der Strömungsqjuerschnitt der Düse 21 wird über einen nicht dargestellten Positionsgeber bekannter Ausbildung so eingestellt, daß bei vorgegebenen Werten des Saugunterdrucks 22 die in Figur 1 mitZ\d bezeichnete Differenz der Durchsätze durch Prüfling 1 und Meßdüse 3 erzeugt wird. Während also in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 gleichsam eine "Transformation" des Vordrucks in den Saugunterdruck erfolgt, gilt dies in der Ausführungsform nach Figur 3 hinsichtlich der Durchsätze, stets bezogen auf die unterschiedlichen Kennlinien von Meßdüse und Prüfling.

Parallel zum Prüfling 1 und zur Düse 21 mit veränderbarem Strömungsquerschnitt liegt die weitere kritisch durchströmte Düse 23, die einen zeitlich konstanten Querschnitt besitzt und dieselbe Aufgabe löst wie die Düse 11 im Bypass 10 nach Figur 2. Grundsätzlich ist es verständlicherweise möglich, die beiden Bypassdüsen 21 und 23 zu einer einzigen kritisch durchströmten Düse zu vereinen, die einen MindestStrömungsquerschnitt besitzt und deren Strömungsquerschnitt von diesem Mindestwert ab veränderbar ist.

Die nur mit geringem Aufwand verbundenen erfindungsgemäßen Maßnahmen machen also die Downstream-Messung mit kritisch durchströmten Düsen, deren Torteil vor allem in der Unabhängigkeit der Düseneigenschaften von den physikalischen Größen in Strömungsrichtung hinter den Düsen zu sehen ist, möglich, ohne den Nachteil dieser Bauelemente, nämlich die Linearität ihrer demgemäß nur in der Neigung veränderbaren Kennlinie, als solchen in Kauf nehmen zu müssen. Bemerkenswert ist ferner, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Möglichkeit einer Nullpunktunterdrückung

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durch einen zusätzlichen konstanten Durchsatz durch die Meßdüse sowie eine durch einen solchen Durchsatz erzielbare Verdünnung "bei einem Gemisch nicht "behindern. Es muß nur "berücksichtigt
werden, daß hierdurch die Kennlinie der Meßdüse verlagert wird, und es müssen die GrößenΔρ und /S.a. bezüglich dieser verlagerten Kennlinie nachgebildet werden.

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Leerseite

Claims

ANSPRÜCHE

Fließbank zur Prüfung des Strömungsquerschnitts eines von einem Medium durchströmten Prüflings, der eine den Zusammenhang zwischen den Kennliniengrößen veränderlicher Durchsatz des Mediums und Saugunterdruck desselben hinter dem Prüfling wiedergebende erste Kennlinie besitzt, enthaltend eine dem Prüfling nachgeschaltete kritisch durchströmte Meßdüse zeitlich konstanten Strömungsquerschnitts, die eine den Zusammenhang zwischen den Kennliniengrößen veränderlicher Durchsatz des Mediums und Tordruck desselben vor der Meßdüse wiedergebende zweite Kennlinie besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ausgangssei tig mit dem Eingang der Meßdüse (3) eine Einrichtung (2) verbunden ist, die bei vorgegebenen Werten einer beiden Kennlinien gemeinsamen Kennliengröße die Differenz zwischen den zugehörigen Werten der verbleibenden, nicht gemeinsamen Kennliniengrößen bildet.
2. Fließbank nach Ansprach 1, dalurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Kennliniengröße der veränderliche Durchsatz ist und zwischen dem Prüfling (1) und der Meßdüse (3) ein derart ausgelegtes Stellglied (2) mit veränderbarem Strömungsquerschnitt liegt, daß es bei vorgegebenen Werten des veränderlichen Durchsatzes die Differenz zwischen den zugehörigen Werten von Saugunterdruck und Vordruck bildet.
3· Fließbank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Kennliniengröße der Saugunterdruck bzw. der Vordruck ist und in einem Bypass (20) zum Prüfling (1) eine derart ausgelegte kritisch durchströmte Düse (21) mit veränderbarem Strömungsquerschnitt liegt, daß sie bei vorgegebenen Werten des Saugunterdrucks die Differenz zwischen den zugehörigen Werten

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des veränderlichen Durchsatzes durch den Prüfling (1) und des veränderlichen Durchsatzes durch die Meßdüse (3) bildet.
4. Fließbank nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet j daß vor der Meßdüse (3) ein den Prüfling (1) und das Stellglied (2) umgehender Bypass (1O) mit einer Düse (11) zeitlich konstanten Strömungsquerschnitts einmündet, der einen konstanten Durchsatz durch die Heßdüse (3) hervorruft, und daß die Einrichtung (2) derart ausgelegt ist, daß sie bei den vorgegebenen Werten des veränderlichen Durchsatzes die Differenz zwischen den zugehörigen Werten des Saugunterdrucks und desjenigen Vordrucks bildet, der auch die durch, den konstanten Durchsatz erzeugte Vordruckkomponente enthält.
5· Fließbank nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (11) einen konstanten Durchsatz hervorruft, der die kritische Durchströmung der Meßdüse (3) auch bei zumindest annähernd verschwindender veränderlicher Durchströmung sicherstellt.
6. Fließbank nach Anspruch 3 νχιά Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Düsen im Bypass zu einer Düse mit einem vorgegebenen Mindestströmungsquerschnitt zusammengefaßt sind.

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