FR2474691A1

FR2474691A1 - Fuel consumption measuring device for IC engine - provides pressure regulation of fuel supply via control valve and flowmeter

Info

Publication number: FR2474691A1
Application number: FR8001626A
Authority: FR
Inventors: Pierre Cochard; Jean-Pierre Brillard; Robert Salvy
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1981-07-31

Abstract

Fuel consumption is measured by maintaining the fuel flow pressure constant and measuring mass or volumetric flow. Precision is improved by degassing and cooling the fuel. In the fuel supply, gauge pipes (11,12) to an engine are mounted on injection pump and filter. Fuel supplied by the pump passes via a cooling unit to the engine. A pressure regulator maintains constant the fuel supply pressure. The position relative to a chamber and the position of the gauge pipes permits degassing of the fuel. An electric valve permits measurement of fuel in the gauge pipes and density meter by a mass or volumetric flowmeter.

Description

Dispositif de mesure de consommation pour moteur à combustion interne
La présente invention, due à la collaboration de MM. COCHARD
Pierre, BRILLXD Jean-Pierre et SALVE Robert, a pour objet un dispositif de mesure de consommation pour moteur à combustion interne. Elle vise plus précisément un dispositif destiné à être disposé dans une armoire de mesure et permettant d'effectuer des mesures précises et fidèles des débits consommés, ce dispositif pouvant fonctionner avec des éprouvettes de mesure et/ou un appareil de mesure instantané du débit massique de carburant fourni au moteur, par exemple un appareil du type "flo-tron", qui sera désigné ici et dans ce qui suit par ltexpression '2flo- tron", ou bien avec tout appareil de mesure de débit massique ou volumique approprié.Consumption measurement device for internal combustion engine
The present invention, due to the collaboration of MM. COCHARD
Pierre, BRILLXD Jean-Pierre and SALVE Robert, has for object a consumption measurement device for internal combustion engine. It relates more specifically to a device intended to be placed in a measurement cabinet and making it possible to carry out precise and faithful measurements of the flow rates consumed, this device being able to operate with measurement test tubes and / or an instantaneous measurement device for the mass flow of fuel supplied to the engine, for example a device of the "flo-tron" type, which will be designated here and in the following by the expression "2flotron", or else with any suitable mass or volume flow measuring device.

Dans les armoires de consommation connues jusqu'à présent, on mettait en oeuvre deux méthodes, l'une utilisant des bouteilles ou récipients gradués et l'autre le flo-tron. Les mesures effectuées par ces méthodes ne donnent pas entièrement satisfaction du fait que d'une part on obtient une très mauvaise fidélité de mesure se traduisant par une forte dispersion pour un mdme point, la précision absolue de la mesure étant en outre impossible à déterminer, et que d'outre part ces méthodes ne peuvent être appliquées sur les moteurs à injection0 Par ailleurs, on ne connait actuellement aucune armoire susceptible de fonctionner de façon correcte avec un débitmètre flo-tron, ceci étant dfl en particulier à la formation de vapeurs perturbatrices de la mesure.In the consumer cabinets known up to now, two methods were used, one using graduated bottles or containers and the other the flo-tron. The measurements made by these methods are not entirely satisfactory since, on the one hand, very poor measurement fidelity is obtained, resulting in a high dispersion for the same point, the absolute precision of the measurement being also impossible to determine, and that, on the other hand, these methods cannot be applied to injection engines. Furthermore, there is currently no known cabinet capable of operating correctly with a flo-tron flowmeter, this being due in particular to the formation of disturbing vapors. of measure.

La présente invention vise à obvier aux inconvénients précités en fournissant un dispositif permettant de mesurer un débit sous pression constante dont l'excédent est recyclé, dégazé et refroidi.The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks by providing a device for measuring a flow under constant pressure, the excess of which is recycled, degassed and cooled.

Le dispo3i+.if de mesure de consommation pour moteurs à combustion internez selon l'invention, est caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens permettant de mettre le combustible en circulation-permanente et sous pression dans le circuit dla- limentation, une capacité montée sur ce circuit et dans laquelle puisent le combustible lesdits moyens de circulation, un circuit retour destiné à renvoyer le surplus de combustible à la capacité, et un dispositif régulateur de pression monté sur ce circuit retour afin de maintenir constante la pression dans le système.The dispo3i + .if for measuring consumption for internal combustion engines according to the invention is characterized by the fact that it includes means making it possible to put the fuel in permanent circulation and under pressure in the supply circuit, a capacity mounted on this circuit and from which the fuel draws said circulation means, a return circuit intended to return the excess fuel to the capacity, and a pressure regulating device mounted on this return circuit in order to keep the pressure in the system constant.

Le dispositif de mesure selon l'invention est en outre remarquable par les points suivants - la capacité est montée sur le circuit d'alimentation-en aval
et en dessous des éprouvettes de consommation, et ce afin de
permettre le dégazage par une de ces dernières ; - les moyens de circulation sont avantageusement constitués par
une pompe à injection - on a également prévu un dispositif refroidisseur du type
échangeur tubulaire, dans lequel passent les canalisations du
circuit d'alimentation des densimètres, du dispositif de me
sure instantané du débit massiqne du carburant fourni mo
teur, dit "flo-tron1,, et de retour du moteur0
On obtient ainsi dans l'armoire une circulation permanente de combustible à fort débit et sous pression sans qu'il se forme de vapeur d'essence grâce à l'action réfrigérante du dispositif refroidisseur, un éventuel tampon pouvant être évacué du circuit d'alimentation dans un très court laps de temps gracie au maintien du fort débit,
D'autres avantages et caractéristiques du dispositif de mesure selon l'invention apparattront à la lecture de la description non limitative suivante d'une forme de réalisation particulière, en référence au dessin annexé dans lequel t - la figure 1 est un schéma du dispositif de mesure selon l'invention - la figure 2 est un schéma d'application du dispositif de la
figure 1 à la mesure de la consommation de combustible dans
un moteur à injection ; et - la figure 3 est un schéma d'application du dispositif de la
figure 1 à la mesure de la consommation de combustible dans
un moteur alimenté par carburateur.The measuring device according to the invention is further remarkable by the following points - the capacity is mounted on the supply-downstream circuit
and below the consumption test tubes, in order to
allow degassing by one of these; the circulation means are advantageously constituted by
an injection pump - a type of cooling device has also been provided
tubular exchanger, through which the pipes of the
hydrometer supply circuit, measuring device
instantaneous mass flow rate of the fuel supplied mo
tor, known as "flo-tron1 ,, and back from motor0
There is thus obtained in the cabinet a permanent circulation of fuel at high flow rate and under pressure without the formation of petrol vapor thanks to the cooling action of the cooling device, any buffer that can be evacuated from the supply circuit. in a very short time thanks to the maintenance of the high flow,
Other advantages and characteristics of the measuring device according to the invention will appear on reading the following nonlimiting description of a particular embodiment, with reference to the appended drawing in which t - Figure 1 is a diagram of the device measurement according to the invention - Figure 2 is an application diagram of the device of the
Figure 1 measuring fuel consumption in
an injection engine; and - Figure 3 is an application diagram of the device of the
Figure 1 measuring fuel consumption in
a motor powered by carburetor.

Sous les éprouvettes tubulaires de consommation 11, 12 d'un circuit d'alimentation d'un moteur à combustion interne, est montée une capacité 8 dans laquelle puise une pompe 6, par exemple du type à injection. En aval de cette pompe 6 est monté un filtre 20o Le circuit d'alimentation (flèches f1) alimenté par la pompe 6 traverse un dispositif refroidisseur du type échangeur tubulaire 13 avant d'être raccordé à un moteur à combustion interne, qui peut être soit alimenté par injection (fig. 2), soit alimenté par carburateur C (fige 3)0
Dans chaque cas d'application du dispositif, un circuit retour est prévu et branché soit en aval du dispositif d'injection (le régulateur de pression R propre au moteur étant disposé en aval de la rampe dtinjection I et commandé par la dépression du collecteur d'admission) et du manomètre de contrôle M1 dans l'agencement à injection de la figure 2, soit en dérivation du manomètre de contrôle M2 dans l'agencement à carburateur C de la figure 30 Sur ce circuit matérialisé par les flèches f2, est monté avant la capacité 8 un régulateur de pression 10 destiné à maintenir constante la pression de combustible dans le système afin d'éviter une variation de l'alimentation du moteur soit entre la période de mesure de consommation et le fonctionnement normal, soit entre le début et la fin d'une consommation0
La disposition des éprouvettes tubulaires de consommation audessus de la capacité 8 permet le dégazage du combustible, dû à la détente dans le régulateur de pression 10, immédiatement par l'éprouvette 11, tandis que le fait que ces éprouvettes soient de section constante évite une différence de niveau entre la dite éprouvette 12 et celle 11 servant à la mesure du débit, par exemple au moyen de cellules photo-électriques.En outre, comme ces éprouvettes 11, 12 sont directement reliées par un coude 22, l'équilibrage desdits niveaux s'en trouve favorisé,
Sur le dispositif de mesure selon l'invention, peut être également branché un appareil de mesure instantané du débit massique ou volumique, par exemple le flo-tron 1, avantageusement disposé en amont des éprouvettes 11-12 ce qui favorise non seulement le dégazage normal du flo-tron en amont de ce dernier, ce qui donne un signal flo-tron exempt de perturbations dues aux éventuelles bulles de gaz, mais aussi un dégazage en aval dudit flo-tron 1 par l'éprouvette 12, ce qui diminue la présence de tampons de vapeur dans la canalisation d'alimentation qui fausserait éventuellement la mesure du débit massique ou volumique instantané. En outre, cette disposition permet de régler avec une grande précision la pression de sortie du flo-tron en utilisant la hauteur de combustible dans les éprouvettes 11, 12. À cet effet, on a prévu à hauteur de combustible choisie des restrictions de section 16 sur ces dernières, de façon à obtenir une faible variation de volume pour une forte variation de niveau, donc de pression, ce qui se traduit par un débit flo-tron plus constant.Under the consumption tubular test pieces 11, 12 of a supply circuit of an internal combustion engine, there is mounted a capacity 8 from which a pump 6, for example of the injection type, draws. Downstream of this pump 6 is mounted a filter 20o. The supply circuit (arrows f1) supplied by the pump 6 passes through a cooling device of the tubular exchanger type 13 before being connected to an internal combustion engine, which can either be fueled by injection (fig. 2), or powered by carburetor C (fig. 3) 0
In each case of application of the device, a return circuit is provided and connected either downstream of the injection device (the pressure regulator R specific to the engine being disposed downstream of the injection ramp I and controlled by the depression of the manifold d 'intake) and of the control manometer M1 in the injection arrangement of Figure 2, or in derivation of the control manometer M2 in the carburetor arrangement C of Figure 30 On this circuit materialized by the arrows f2, is mounted before capacity 8 a pressure regulator 10 intended to keep the fuel pressure in the system constant in order to avoid a variation in the supply of the engine either between the period of consumption measurement and normal operation, or between the start and the end of a consumption0
The arrangement of the tubular consumption test pieces above the capacity 8 allows the degassing of the fuel, due to expansion in the pressure regulator 10, immediately by the test piece 11, while the fact that these test pieces are of constant section avoids a difference level between said test piece 12 and that 11 used for measuring the flow rate, for example by means of photoelectric cells. Furthermore, as these test pieces 11, 12 are directly connected by an elbow 22, the balancing of said levels s 'finds it favored,
On the measuring device according to the invention, an instantaneous measurement device for mass or volume flow can also be connected, for example the flo-tron 1, advantageously disposed upstream of the test pieces 11-12 which not only promotes normal degassing flo-tron upstream of the latter, which gives a flo-tron signal free of disturbances due to possible gas bubbles, but also degassing downstream of said flo-tron 1 by the test tube 12, which reduces the presence of steam buffers in the supply line which would possibly distort the measurement of the instantaneous mass or volume flow. In addition, this arrangement makes it possible to regulate with great precision the outlet pressure of the flo-tron by using the fuel height in the test tubes 11, 12. For this purpose, section 16 restrictions have been provided on the latter, so as to obtain a small variation in volume for a large variation in level, and therefore in pressure, which results in a more constant flo-tron flow.

La forme de réalisation préférée de l'invention prévoit de monter le flo-tron 1 juste sous les éprouvettes 11, 12 et la capacité 8 de façon à obtenir un trajet le plus vertical et le plus court possible entre la sortie flo-tron et les éprouvettes 11, 12. The preferred embodiment of the invention provides for mounting the flo-tron 1 just under the test tubes 11, 12 and the capacity 8 so as to obtain the most vertical and shortest possible path between the flo-tron outlet and the test pieces 11, 12.

Le flo-tron 1 est de façon connue associé à sa pompe de gavage 2 de façon à définir un circuit flo-tron matérialisé par les flèches f3 sur le dessina Sur ce circuit sont montés respectivement en aval de la pompe de gavage 2 et du flo-tron 1 les détendeurs 18, 9. The flo-tron 1 is in a known manner associated with its booster pump 2 so as to define a flo-tron circuit materialized by the arrows f3 on the drawing On this circuit are mounted respectively downstream of the booster pump 2 and the flo -tron 1 regulators 18, 9.

Il est à noter que la position du flo-tron 1 en amont des éprouvettes 11, 12 interdit la mesure de consommation en série et simultanément avec ces deux appareils. Ceci ne présente pas d'inconvénients car, après étalonnage dynamique des éprouvettes, on peut à diverses reprises en passant d'un appareil à l'autre effectuer des mesures sur un débit fixe non interrompu. En outre, le llo-tron donnera à volonté en permanence la mesure de la consommation, le contrôle pouvant etre effectué au moyen d'une mesure par les éprouvettes.It should be noted that the position of the flo-tron 1 upstream of the test pieces 11, 12 prohibits the measurement of consumption in series and simultaneously with these two devices. This does not present any disadvantages because, after dynamic calibration of the test pieces, it is possible on various occasions, passing from one device to another, to carry out measurements on a fixed uninterrupted flow. In addition, the llo-tron will continuously give the measurement of consumption, the control being able to be carried out by means of a measurement by the test pieces.

Lorsque le flo-tron ne sera pas sollicité, il est avantageux que la pompe de gavage soit en permanence en fonctionnement, car elle permet de compenser les pertes de charges dans le circuit d'alimentation des éprouvettes (filtre 20, électrovanne 4, etc.) et de donner un remplissage plus rapide des éprouvettes 11, 12o
Dans le cas où certaines armoires ne seraient pas équipées de flo-tron, il serait souhaitable et même nécessaire d'adjoindre aux éprouvettes une pompe de gavage, qui peut dtre une simple pompe à injection qui serait by-passée et qui comporterait un régulateur de pression aval (en réalisant le même circuit qu'avec la pompe de gavage factuelle),
Pour des raisons de sécurité, il est utile que la pompe de gavage et la pompe d'alimentation du moteur soient coupées lorsque le moteur est arrêté (la commande étant faite par l'allumage). When the flo-tron is not used, it is advantageous for the booster pump to be permanently in operation, since it makes it possible to compensate for the pressure losses in the test tubes supply circuit (filter 20, solenoid valve 4, etc.). ) and to give a faster filling of the test pieces 11, 12o
In the case where some cabinets are not equipped with flo-tron, it would be desirable and even necessary to add to the test tubes a booster pump, which may be a simple injection pump which would be by-passed and which would include a regulator of downstream pressure (using the same circuit as the factual booster pump),
For safety reasons, it is useful that the booster pump and the engine supply pump are switched off when the engine is stopped (the control being done by ignition).

Le système comporte de façon connue des dégazeurs 3, 5, une électrovanne de sécurité 4, une électrovanne de commande de la mesure de consommation par les éprouvettes 11 et 12 et des densimètres 16, la température du combustible contenue dans ces derniers devant & re voisine de la température dudit combustible liquide dans les éprouvettes, ceci étant obtenu grâce à l'échangeur tubulaire 13. L'électrovanne 7 commandée par les cellules agit sur 11 écoulement dans le système.The system comprises, in a known manner, degassers 3, 5, a safety solenoid valve 4, a solenoid valve for controlling the consumption measurement by the test pieces 11 and 12 and densimeters 16, the temperature of the fuel contained in the latter being close to and close to it. the temperature of said liquid fuel in the test tubes, this being obtained by means of the tubular exchanger 13. The solenoid valve 7 controlled by the cells acts on the flow in the system.

L'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus, dont elle englobe toutes les modifications et variantes issues du même principe de base. C'est ainsi que dans le cas d'application au moteur à carburateur, on peut prévoir un rhéostat réglable sur la pompe d'injection 8 afin d'é- viter les surpressions possibles au niveau du pointeau de carburateur dans le cas de pertes de charges trop fortes sur le circuit retour existant. The invention is in no way limited to the embodiment described above, of which it encompasses all the modifications and variants resulting from the same basic principle. Thus, in the case of application to the carburetor engine, an adjustable rheostat can be provided on the injection pump 8 in order to avoid possible overpressures at the level of the carburetor needle in the event of losses of too heavy loads on the existing return circuit.

Claims

RETNI) ICATIONS

1. Consumption measurement device for internal combustion engines, intended to be incorporated in a consumption cabinet of the type operating with consumption measurement test tubes and an instantaneous mass flow measurement device or any other flow measurement device mass or volume, characterized in that it comprises means making it possible to put the fuel in permanent circulation and under pressure in the supply circuit, a capacity mounted on this circuit and from which the fuel draws said circulation means, a return circuit intended to return the excess fuel to the capacity, and a pressure regulating device mounted on this return circuit in order to keep the pressure in the system constant.

2. Device according to claim 1, characterized in that the capacity is mounted on the supply circuit downstream and below the consumption test pieces, and this in order to allow degassing by one of the latter.

3. Device according to claim 1, characterized in that the circulation means are advantageously constituted by an injection pump.

4. Device according to claim 1, characterized in that there is provided a cooling device of the tubular exchanger type, through which pass the pipes of the hydrometer supply circuit, of the device for instantaneous measurement of the mass flow rate of the fuel supplied to the engine , called "flo-tron", and back from the engine.