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Anordnung zur Anzeige des jeweiligen Kraftstoffverbrauchs von Verbrennungskraftmaschinen
Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur An zeige des jeweiligen Kraftstoffverbrauchs
von Verbrennungsskraftrnaschinen für Land-, See- und Luftfahrzeuge und für stationäre
Anlagen.
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Es sind bereits Anzeigegeräte zur Anzeige des im Kraftstoffbehälter
vorhandenen Kraftstoffs bekannt, aus denen indirekt auf den Kraftstoffverbrauch
während einer gewissen zurückgelegten Wegstrecke oder bei stationären Anlagen während
einer bestimmten Laufzeit geschlossen werden kann. Diese bekannten Anordnungen gestatten
jedoch nicht, den jeweiligen bzw. augenblicklichen Kraftstoffverbrauch bei verschiedenen
Fahrgeschwindikei ten bzw. bei verschiedenen Umdrehungszahlen der Verbrennungs,kraftmaschine
zu messen. Zu diesem Zweck, insbesondere zum sog. Auslitern bei Testversuchen, mußte
man bisher umständliche zusätzliche Apparaturen einbauen, um einmalig den jeweiligen
augenblicklichen Verbrauch der Verbrennungskraftmaschine zu kontrollieren. Ein dauernder
Einbau derartiger Meßanordhungen, inslbesondere bei Fahrzeugen, kommt wegen der
Größe und der Kompliziertheit dieser Meßanordnungen nicht in Betracht.
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Diese, den bekannten Meßanordnungen anhaftenden Nachteile werden
gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß eine von einer stets gleichen oder annähernd
stets gleichen Kraft angetriebene Brennstoffpumpe von genau definierter Fördermenge
mit einem Anzeigegerät gekuppelt ist, dessen Skala in Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit,
z. B. in Liter pro Stunde, geeicht ist.
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Der Antrieb der Kraftstoffpumpe erfolgt erfindungsgemäß mittels eines
Hauptstrom- oder Neben-
schlußmotors, der in Reihe mit einem Strombegrenzer,
z. B. mit einem Eisenwasserstoffwiderstand, einer Glühlampe oder einer Elektronenröhre
o. dgl., an eine Gleichspannungsquelle, z. B. an die Starterbatterie, von stets
gleicher leder annähernd stets gleicher Spannung angeschlossen ist. Bei Verwendung
eines Nebenschlußmotors wird die Erregerwicklung zweckmäßigerweise unmittelbar an
die Gleichspannungsquelle von konstanter Spannung unter Umgehung des Strombegrenzers
angeschlossen.
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Das eigentliche Anzeigegerät kann ein mit der Welle der Brennstoffpumpe
mechanisch gekuppeltes Anzeigegerät nach Art der an sich bekannten Tachometer sein.
das den Umlauf bzw. die Anzahl der Kolbenhübe der Brennstoffpumpe und damit die
jeweils geförderte bzw. verbrauchte Kraftstoffmenge anzeigt. Das Anzeigegerät kann
aber auch gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal als Voltmeter ausgebildet sein,
das an die Ankerklemmen des die Kraftstoffpumpe antreibenden Motors angeschaltet
ist und die jeweilige Ankerspannung des Motors und damit ebenfalls den Umlauf des
Motors bzw. der Kraftstoffpumpe bzw. die geförderte bzw. verbrauchte Kraftstoffmenge
anzeigt.
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Sowohl an dem Armaturenbrett von Kraftfahrzeugen aller Art als auch
von stationären Anlagen ist ein Fahrgeschwindigkeitsanzeiger bzw. Umdrehungsanzeiger
der Brennkraftmaschine angebracht. Man kann nun neben diesem Fahrgeschwindigkeits-
oder Umdrehungsanzeiger den erfindungsgemäßen Anzeiger für den Kraftstoffverbrauch
an dem gleichen Armaturenbrett anbringen und auf diese Weise einerseits die Fahrgeschwindigkeit
pro Stunde bzw. die Umdrehungszahl und andererseits den Brennstoffverbrauch pro
Stunde jederzeit ablesen. Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann zur
Erleichterung der Ablesung das Anzeigegerät für den Kraftstoffverbrauch mit dem
die Fahrgeschwindigkeit bzw. die Umdrehungszahl der Verbrennungskraftmaschine anzeigenden,
an sich bekannten Tachometer vereinigt werden. Dieses gemeinsame Anzeigegerät weist
zwei konzentrisch angeordnete Skalen mit je einem Zeiger auf, von denen die eine
Skala in Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit, z. B. in Liter pro Stunde, und die
andere Skala in Fahrgeschwindigkeit pro Zeiteinheit bzw. in Umdrehungszahl 1 der
Verbrennungskraftmaschine pro Zeiteinheit, z. B. in Ikm/Stunde bzw. in Umdrehungszahl/Stunde
oder Minute, geeicht ist. Der Antrieb beider Systeme erfolgt getrennt voneinan der
in der Weise, daß der Fahrgeschwindiglçeitsanzeiger in an sich bekannter Weise von
der Radachse bzw. von der Welle der Verbreninungskraftmaschine und der Anzeiger
für den Kraftstoffverbrauch in der oben dargelegten Weise angetrieben wird. Zweckmäßig
werden die beiden zu einem gemeinsamen Anzeigeinstrument vereinigten Systeme so
aufeinander abgestimmt, daß beide Zeiger bei der für dias betreffende Fahrzeug zulässigen
Höchstgeschwindigkeit, welche gleichzeitig dem höchsten Kraftstoffverbrauch entspricht,
zur Deckung gelangen. Die wirtschaftlichste Fahrweise bei jeder niedrigelez Geschwindigkeit
ergiht sich dann ohne weiteres aus der größtmüglichen Winkeldifferenz der beiden
Zeigernadeln, wobei der Zeiger für den Kraftstoffverlrauch stets einen geringeren
Winkelausschlag aufweist als der Zeiger für die Fahrgeschwindigkeit. Das gleiche
gilt sinngemäß für stationäre Anlagen.
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Gelegentlich ist es erwünscht, den Kraftstoffverbrauch bei einer
gerade eingehaltenen Stunde geschwindigkeit auf eine \\eglän,ge von beispielsweise
100 km zu ermitteln. In diesem Falle kann man durch eine einfache Multiplikation
der entsprechenden, durch die beiden Anzeigegeräte bzw. durch die beiden Zeigernadeln
des gemeinsamen Instruments gefundenen Werte diesen Kraftstoffverbrauch für eine
Wegstrecke von ioo km leicht ermitteln. Nehmen wir an. daß z. 13. bei einer augenblicklichen
Fahrgeschwindigkeit von 50 km der Kraftstoffverbrauch 5 1 betragen möge, dann ergibt
sich, bezogen auf eine Gesamtfabrstrecke von Ioo km, bei der angenommenen Geschwindigkeit
ein Kraftstoffverbrauch von Ioo/50 X 5 = 2 X 2X 5 = Io.
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Zur Erläuterung der Erfindung und ihrer Wirkungsweise sind einige
der möglichen Ausführungsformen des Ertindungsgegenstands in der Zeichnung dargestellt,
und es bedeutet Fig. I ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Anordnung mit mechanisch
gekuppeltem Anzeigegerät, Fig. 2 ein Schaltschema der erfindunbshemäßen Anordnung
mit einem elektrisch gekuppelten Anzeigegerät, Fig. 3 die Doppelskala für den vereinigten
Fahrgeschwindigkeits- und Brennstoffverbrauchsan zeiger.
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In Fig. I ist ein Schaltschema für den kleinen, die Brennstoffpumpe
1 antreibenden Hauptstrommotor mit dem Anker 5 und der Fel4icklung 6 gezeigt. Durch
den in Reihe mit dem Hauptstrommotor geschalteten Strombegrenzer 7, der z. B. ein
Eisenwasserstoffwiderstand sein kann, behält der aus der Batterie 8 entnommene Strom
stets die gleiche oder angenähert gleiche Stärke bei. Infolgedessen ist auch unabhängig
von der Umdrehungszahl dieses kleinen Hauptstrommotors dessen Drehmoment stets konstant
bzw. nahezu konstant. Durch den Vergaser der Brennkraftmaschine wird der Zufluß
der jeweilig vom Niotor henötigten Kraftstoffmenge in an sich bekannter Weise selbsttätig
geregelt, so daß sich hiernach auch dietTmdrehungszahl des kleinen Hauptstrominotorankers
5 und damit auch der Brennstoffpumpe 1 selbsttätig regelt.
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Das Anzeigeinstrument 2 ist mit der Welle der Brennstoffpumpe 1 mechanisch
gekuppelt und zeigt nach Art der bekannten Tachometer über einer in Kraftstoffverbrauch
pro Zeiteinheit. z. B. pro Stunde, geeichten Skala den jeweiligen Kraftstoffverbrauch
bei einer leliehig gewähltell Fahrgeschwindigkeit an.
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Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung entspricht im Wesen der Anordnung
nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß das den Kraftstoftverbrauch an-
zeigende
Instrument 3 als Voltmeter ausgebildet ist und elektrisch mit den Klemmen 9 und
10 des Ankers 5 des Hauptstrommotors verbunden ist. l)ieses N.teßinstrument zeigt
also die jeweilige Sl)annullg am Anker 5 an, die bekanntlich linear Illit tler UTmdrehungszahl
des Ankers 5 ansteigt.
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Infolgedessen kann die Skala des Instruments 3 gleich in Brennsstoffverbrauch
bzw. -durchfluß pro Zeiteinheit geeicht werden, so daß es den tatsächlichen Brennstoffverbrauch
pro Stunde anzeigt. Die l»rennstoftpumpe l ist mit der Achse des kleinen Hauptstrommotors
5 in üblicher Weise mechanisch gekol)pelt. Die Brennstoffpumpe 1 ist eine zwangsläufig
gcsteuerte J>umpe und kann entweder als Koll k11)umpe oder als Schleuderpumpe
ausgebildet sein. Voraussetzullg ist lediglich, daß diese Pumpe lsi jeder Umdrehung
oder bei jedem Kolbenhub eine genau definierte Brennstoffmenge fördert.
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In Fig. 3 ist die I)oppelskala des aus der Vereinigung des normalen
Fahrgeschwindigkeitsanzeigers und des Anzeigers für den Brennstoffverbrauch gebildeten
gemeinsamen Anzeigegeräts dargestellt. Die Skala 1 1 mit dem zugehörigen Zeiger
12 dient zur Anzeige der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit, während die Skala 4 mit
dem zugehörigen Zeiger 13 zur Anzeige des jeweiligen lArennstoffverl)rauclls pro
Stunde dient.
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PATENTANSPnÜCHE: l. Anordnung zur Anzeige des jeweiligen Kraftstoffverbrauchs
von Ver,brennungskraftmaschinen für Land-, See- und Luftfahrzeuge und für stationäre
Anlagen mittels einer Brennstoffpumpe von genau definierter Fördermenge mit einem
.\n,zeigegerät, dessen Skala in Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit geeicht ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Kraftstoffpumpe mittels eines Hauptstrom-
oder Nebenschlußmotors (5, 6) erfolgt, der in Reihe mit einem Strombegrenzer, z.
13. mit einem Eisenwasserstoffiwiderstand (7), an eine Gleichspannungsquelle (8),
z. B. an die Starterbatterie, von stets gleicher oder annähernd. stets gleicher
Spannung angeschlossen ist.