DE3143315A1

DE3143315A1 - Einrichtung zur messung des kraftstoffverbrauches bei kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3143315A1
Application number: DE19813143315
Authority: DE
Inventors: Heiner 7143 Vaihingen Bayha; Hermann 7121 Ingersheim Kluge
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1981-10-31
Filing date: 1981-10-31
Publication date: 1983-05-11

Description

Einrichtung zur Messung des Kraftstoffverbrauches bei Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messuig des Kraftstoffvcrljrauches bei Kraft fahrzeuget gemäß den MerknIei des Oberbegriffs des Anspruchs I.
In vielen Kraftfahrzeugen werden heutzutage zur Förderung des Kraftstoffes Membranpumpen eingesetzt, die motordrehzahlabhängig betrieben werden. Zur K raftstoffverbrauchsmessung werden meist Durchflußmengen meßgeräte mit einem Flügelrad eingesetzt, dessen Drehzahl auf magnetische oder optiscl0e Weise abgetastet und in einer elektrischen Schaltung drehrichtungsunabhängig ausgewertet wird. Bei derartigen Anlagen bestehen erhebliche Probleme bezüglich der Meßgenauigkeit. Insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen und geringen Kraftstoffverbrauch wird rneist ein mehrfach zu hoher Kraftstoffverbrauch angezeigt. Dies läßt sich dadurch erklären, daß bei einer stoß weisen Förderung des Kraftstoffes das möglichst reibungslos gelagerte Flügelrad zwar sehr rasch anläuft, nach Beendigung des Förderstromes aber nur langsam ausläuft. Außerdem besteht die Gefahr, daß sich die Drehrichtung des Flügelrades durch die bei der stoßweisen Förderung auftretenden Druckschwankungen in der Förderleitung umkehrt. Da die Auswerteschaltung die Drehzahl des Flügelrades jedoch drehrichtungsunabhängig auswertet, wirkt sich jede Bewegung des Flügelrades im Sinne einer Erhöhung des angezeigten Kraftstoffverbrauches aus.
Diese Probleme sind ansich seit langen bekannt und es wurden daher bereits umfangreiche Versuche zur Abhilfe unternommen. Eine Fehlerkompensation könnte beispielsweise durch eine entsprechende Auslegung der Auswerteschaltung realisiert werden. Es ist denkbar, daß man dieser Auswerteschaltung ein motordrehzahlabhängiges Signal zuführt und in Abl0ängigkeit davon die ansich gemessene Drehzahl des Flügelrades um einen bestimmten Prozentsatz reduziert.
Eine solche Lösung ist jedoch sehr aufwendig und kompliziert.
Bei einer aus der UiPS 40 11 757 bekannten Ausführung ist den Flügelradmeßgerät eine Membrankammer parallelgeschaltet. Durch diese Membrankammer soll die stoßweise Förderung des Kraftstoffes in gewisser Weise ausgeglichen bzw. von dem Flügelradrnesser ferngehalten werden. Versuche haben indessen gezeigt, daß auch bei einer solchen Ausführung ein mehrfach zu hoher Kraftstoffverbraudiswert angezeigt wird. Außerdern ist der Aufbau derartiger .N1eí3einrichtungen sehr kompliziert und erfordert zudem einen hohen Platzbedarf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln die Meßgenaui gk eit der eingangs erwähnten Kraftstoffverbrauchsmeßeinrich tung zu erhöhen.
Überraschend wurde gefunden, daß diese Aufgabe auf sehr einfache speise dadurch gelöst wird, daß nian in Reihe zwischen die Pumpe und das Durchilußmengenmeí3gerät ein Rüclcschlagventil einbaut. Die Wirkung dieses Rückschlagventiles liegt vermutlich darin, daß die Steilheit der Flanke einer bei jedem Förderhub der blembranpumpe geforderten Kraftstoffsäule herabgesetzt wird und damit das Flügelrad verzögert anläuft. Außerdem werden durch das Rückschlagventil Schwingungen der einzelnen Kraftstoffsäulen in der Förderleitung im Bereich des Meßgerätes vermieden. Dieser Effekt ist dann besonders groß, wenn gemäl3 einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Rückschlagventil in Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Durch f luld mengen mel3gerät angeordnet ist.
Die Versuche haben gezeigt, daß ein Rückschlagventil mit einem aufgrund seines Eigengewichtes wirkenden Schließkörper völlig ausreicht. Das Eigengwicht dieses Schließkörpers muß natürlich auf die von der Membranpumpe erzeugten Drücke abgestimmt sein. Besonders gute Meßergebnisse wurden mit einer Stahlkugel als Schließkörper erzielt, die in einer in der Betriebslage lotrechten Bohrung im Ventilgehause geführt ist, wobei der Durchmesser der Bohrung nur geringfügig größer ist als der Durd1messer der Kugel und wobei der Durchmesser der von der Kugel abzuschliellenden Ventileilllaßöffnung etwa halb so groß ist wie der Durchmesser der Kugel.
Die Erfindung wird nachstehend aiihand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Eine Mcmbranpun pe 10 fördert Kraftstoff aus einem Kraftstofftank II in eine Kraftstofförderleitung 12. Die stark vereinfacht dargestellte 2ç1embranpumpe hat eine Membran 13, die motordrehzahlabhängig über einen Exzenter 14 bewegt wird.
Bei jedem Förderhub wird eine bestimmte Flüssigkeitsmenge durch das Auslal3ventil 15 in die Förderleitung 12 gedrückt. Beim Saughub wird die Pumpenkammer 16 über das Einlaßventil 17 mit Kraftstoff aufgefüllt. Da derartige Punipen in verschiedenartigsten Ausführungen bekannt sind, kann auf eine weitere Erläuterung konstruktiver Einzelheiten verzichtet werden.
Auch das Durchflußmengenmeßgerät 20 ist nur schematisch dargestellt. In einer Meßkammer 2 ist möglichst reibungsfrei ein Flügelrad 22 drehbar gelagert.
Nicht näher dargestellte optische oder magnetische Sensoren lösen jeweils einen elektrischen Impuls aus, wenn ein Flügel des Rades an dem Sensor vorbeiläuft.
In einer Auswerteschaltung werden diese Impulse aufbereitet und aufsummiert, woraus sich der Kraftstoffverbrauchswert in Litern pro Stunde oder ähnlichen errechnen läl3t. In Strömungsrichtung win ittelbar vor dem Durchflußmengenmeßgerät 20 sitzt ein Rückschlagventil 30 mit einem Ventilgehäuse 31, das eine zylindrische Bohrung 32 aufweist. In dieser Bohrung 32 ist mit geringem Spiel eine Stahlkugel 33 beweglich geführt. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel war der Durchmesser der Bohrung 8 mm, der Durchmesser der Stahlkugel dagegen 7 mm. Der Durchmesser der von der Kugel abzuschließenden Ventileinlaßöffnung 35 betrug 3,5 mm. Wie die Zeichnung zeigt kann das Rückschlagventil mit dem DurchflußmenOennlesser zu einer Baueinheit vereinigt sein. Dabei sollte die Bohrung in der Betriebslage möglichst lotrecht verlaufen, damit nicht nur eine Teilkomponente des Gewichtes der Stahlkugel den Ventilöffnungsdruck bestimmt, der natürlich abgestimmt ist auf den Förderdruck der Membranpumpe.
Wie die Zeichnung zeigt, ist in die Förderleitung 12 in Strörnungsrichtung vor dem Ventil ein T-Stück 40 mit einer Drosselbohrung eingebaut, an das eine Rückflußleitung 41 I zum Tank li angeschlossen ist. Über diese Rückflußleitung 41 fließt insbesondere bei hohen Motordrehzahlen überschüssiger Kraftstoff in den Tank 11 zurück.
Beirn Betrieb der Mell branpumpe 10 10 rrrit rlictlrigcn Drehzahlen werden in gröllere n zeitlichen Abständen Flüssigkeitssäulen in die Kraftstoffleitung 12 gedrückt.
Aufgrund des geringen Eigengewichtes der Stahikugel 33 wird zwar das Rückschlagventil verhältnismäßig rasch geöffnet, aber das Ventil bildet dennoch wegen der geringen Durchmesserunterschiede zwischen der Bohrung 32 und der Kugel 33 eine Art Drossel, so daß die Steilheit der vorderen Flanke dieser Flüssigkeitssäule, die schließlich in die Flügelradkammer 2 1 gedrückt wird, herabgesetzt wird. Ist die Flüssigkeitssäule durch das Ventil hindurchgelaufen, schließt das Rückschlagventil ab. Sollte nicht der gesamte Kraftstoff, den eine Flüssigkeitssäule beinhaltet, vorn Motor verbraucht werden, könnte eS zu Rückstromungen kommen, die das Flügelrad 22 in umgekehrter Drehrichtung antreiben und damit das Meßergebnis verfälschen. Diese Rückströmungen werden jedoch durch den Einbau des Rückschlagventiles 30 reduziert, da sich ein eventueller Unterdrud< in der Förderleitung 12 nicht mehr bis in die Flügelradkammer 21 hin auswirken kann, wenn das Rückschlagventil geschlossen ist.

Claims

Einrichtung zur Messung des Kraftstoffverbrauches bei Kraftfahrzeugen Patentansprüche; einrichtung zur Messung des Kraftstoffverbrauches bei Kraftahrzeugen, bei denen der Kraftstoff aus einem Tank über eine stoßweise fördernde Pumpe, beispielsweise eine Membr<inpumpe, zum Motor gefördert wird, mit einem in die Förderleitung eingebauten Durchflußmengenmel3gerät mit einem vom geförderten Kraftstoff in Drehung versetzten Geber, beispielsweise einen Flügelrad, dessen Drehzahl erfaßt und drehrichtungsunabhängig ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dual3 in Reihe zwischen die Pumpe (10) und das Durchflußmengenmeßgerät (20) ein Rückschlagventil (30) eingebaut ist.
2. Einrichtung nach Ansprudi 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (30) in Strötnungsrichtung unrllittelhar vor dem Durch fluß mengen meßgerät (20) angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (30) einen aufgrund seines Eigengewichtes wirkenden Schließkörper (33) aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper eine Stahikugel (33) ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (33) in einer in der Betriebslage lotrechten Bohrung (32) im Ventilgehäuse (31) geführt ist, wobei der Durchmesser der Bohrung (32) nur geringfügig größer ist als der Durchmesser der Kugel (33) und wobei der Durchmesser der von der Kugel (33) abzuschließen den Ventileinlaßöffnung (35) etwa halb so groß ist wie der Durchmesser der Kugel (33).
6. Einriditung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (30) rnit dem Durchfluldmengenmesser (20) zu einer ßaueinheit vereinigt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (30) einen federbelasteten Schließkörper aufweist.