DE1648045B1

DE1648045B1 - Zusatzeinrichtung fuer ein kraftstoff-verbrauchsmessgeraet

Info

Publication number: DE1648045B1
Application number: DE19671648045
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Dr Dr H C List; Erich Dipl-Ing Schreiber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-10-28
Filing date: 1967-09-30
Publication date: 1972-04-27
Also published as: GB1131594A; US3481191A; AT263406B; CH453731A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Zusatzeinrichtung· für ein Kraftstoff-Verbrauchsmeßgerät mit einem Luftsammelraum, der über eine eine Sperrvorrichtung enthaltende Entlüftungsleitung entleerbar ist.

Bei der Entwicklung und Erprobung von. Brenne; kraftmaschinen spielt die genaue Bestimmung des spezifischen Kraftstoffverbrauches eine bedeutende Rolle. Mit der zunehmenden Automatisierung des Versuchsablaufes sind auch überwiegend selbsttätig arbeitende Verbrauchsmeßgeräte, z.B. Kraftstoffwaagen mit elektronischer Verarbeitung der Meßwerte, geschaffen worden, welche die unmittelbare Ablesung der gewünschten Verbrauchsmeßwerte am Ende der Messung gestatten. Bei diesen sowie allen übrigen bekannten Verbrauchsmeßgeräten, bei denen die Speisung des Verbrauchers über eine Entnahmeleitung aus einem Meßgefäß erfolgt, wurde wiederholt festgestellt, daß sich in der Entnahmeleitung Luftansammlungen bilden, welche zu starken Streuungen der Meßwerte des Kraftstoffverbrauches führen können. Diese Luftansammlungen an der höchstgelegenen Stelle der Entnahmeleirung entstehen beispielsweise beim Leerlaufen des Meßgefäßes, beim Abschließen der Entnahmeleitung am Motor oder durch laufende Ansammlung von kleinen mit dem Kraftstoff mitgerissenen Luftbläschen während des Betriebes der Meßeinrichtung. Besonders groß ist die Gefahr von Meßfehlern durch Luftansammlungen bei automatischen Prüfständen, da bei diesen eine; personelle Überwachung und Überprüfung des Gesamtzustandes der Anlage nur in relativ großen Zeitabständen erfolgt.

Es ist bekannt, vor dem Kraftstoff-Verbrauchsmeßgerät einen Gassammelraum anzuordnen, der mittels eines Schwimmerventils bei Absinken des Kraftstoffspiegels unter einen bestimmten Wert über eine Entlüftungsleitung teilweise entleerbar ist. Die Entlüftungsleitung mündet unmittelbar hinter dem Kraftstoff-Verbrauchsmeßgerät in die zum Motor führende Kraftstoffleitung ein, so daß Luftblasen im Kraftstoff zwar vom Verbrauehsmeßgerät· ferngehalten werden, ■ diese jedoch wieder in die Kraftstoffleitung zwischen ^ Verbrauehsmeßgerät und Motor gelangen und hier die erwähnten Luftansammlungen und damit die Streuungen der Meßwerte verursachen können.

Ähnlich unwirksam in bezug auf die Streuung der Meßwerte ist ein anderes bekanntes Kraftstoff-Verbrauehsmeßgerät, bei welchem in die Druckleitung zwischen Förderpumpe und Einspritzpumpe ein mit Überströmventilen versehenes Filter eingeschaltet ist und die Überströmleitungen dieses Filters in die von der Einspritzpumpe zum Meßbehälter führende Leitung münden, durch welche der von der Einspritzpumpe bei jedem Hub zu viel geförderte Kraftstoff abgeleitet wird. Hier können Gasansammlungen in der Rücklaufleitung zwischen Einspritzpumpe und Meßbehälter ebenfalls zu Meßungenauigkeiten führen, abgesehen davon» daß auch noch in der Leitung zwischen Filter und Einspritzpumpe Gasansammlungen, z. B. bei Stillstand, auftreten können.

Die vorhegende Erfindung verfolgt daher das Ziel, eine selbsttätig wirkende Zusatzeinrichtung zu schaf- M fen, mit der den genannten Nachteilen der bekannten ^l Kraftstoff-Verbrauchsmeßgeräte wirksam begegnet werden kann. Gemäß der Erfindung ist hierzu vorgesehen, daß bei Verwendung eines Verbrauchsmeßgerätes mit einem Meßgefäß der Gassammelraum an der höchstgelegenen Stelle der vom Meßgefäß zum Verbraucher führenden Entnahmeleitung angeordnet ist und daß die Entlüftungsleitung beim Auffüllen des Meßgefäßes an die Saugseite einer Pumpe angeschlossen ist, deren Ausgang zur Rückführung des nach der Entlüftung nachströmenden Kraftstoffes einem Kraftstoffbehälter zugeführt ist, und daß die Sperrvorrichtung in der Entlüftungsleitung während des Meßvorganges den Durchtritt von Kraftstoff von bzw. zur Entlüftungsleitung sperrt. Dadurch wird sichergestellt, daß jeweils am Beginn der Messung jeder Lufteinschluß aus der Entnahmeleirung beseitigt ist. Die Entlüftung erfolgt hierbei in kurzen Zeit- ; ' abständen während jedes Auffüllvorganges des Meßgefäßes, in der Regel in Abständen von etwa 1 bis 5 Minuten.

Durch die Sperrung der Entlüftungsleitung während des Meßvorganges wird jeder Störeinfluß auf die Verbrauchsmessung durch einen den unterschied-

lichen Drücken, entsprechenden Austausch von Kraftstoff zwischen der Entnahmeleitung und der Entlüftungsleitung ausgeschaltet.

Die Zusatzeinrichtung nach der Erfindung läßt sich in einfacher Weise in das selbsttätige Steuerungssystem von automatischen Prüfständen eingliedern und bedarf somit keiner gesonderten Überwachung. Durch die Erfindung ist eine in ihrem Ausmaß kaum erfaßbare Fehlerquelle beseitigt, so daß die Messung zuverlässige Meßwerte von hoher Präzision liefert.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung mündet die Entlüftungsleitung in den Saugraum einer zum Auffüllen des Meßgefäßes vorgesehenen Förderpumpe ein und ist dem Saugraum eine Eintrittsdrossel vorgeschaltet. Damit wird die an der Anlage bereits vorhandene Förderpumpe zur Erzeugung des erforderlichen Unterdruckes in der Entlüftungsleitung herangezogen, wobei gleichzeitig die Gewähr besteht, daß die Entlüftungsleitung tatsächlich nur in den Meßpausen, d.h. während des Wiederauffüllens des Meßgefäßes, unter Unterdruck steht. Durch entsprechende Ausführung und Dimensionierung der Eintrittsdrosse] kann innerhalb gewisser Grenzen der Unterdruck dem jeweiligen Bedarf angepaßt werden. Die Eintrittsdrossel, die beispielsweise als federbelastetes, in die Saugöffnung der Förderpumpe eingesetztes Ventil ausgebildet ist, kann auch ohne weiteres nachträglich an der Förderpumpe angebracht werden, so daß bereits vorhandene Anlagen mit sehr geringem Aufwand mit der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung ausgerüstet werden können.

Da der durch ein federbelastetes Ventil im Saugraum der Pumpe erzeugte Unterdruck von der Fördermenge der Pumpe nahezu unabhängig ist, steht auch an der Einmündung der Entlüftungsleitung in den Luftsammelraum stets die gleiche Saugleistung zur Verfügung.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Sperrvorrichtung von einem in die Entlüftungsleitung eingeschalteten, in Schließrichtung federbelasteten Ventil, z. B. einem Magnetventil oder einem vom Unterdruck in der Entlüftungsleitung betätigten Kolbenventil, gebildet sein. Man erzielt damit einen absolut zuverlässigen Abschluß der Entlüftungsleitung während des Meßvorganges.

Bei einer Ausführung der Sperrvorrichtung als Magnetventil ist erfindungsgemäß die Wicklung des Magnetventils mit dem Antriebsmotor der Förderpumpe sowie der ebenfalls vorhandenen Luftpumpe parallel geschaltet. Der Entlüftungsvorgang wird so in einfacher Weise in das selbsttätige Steuerungssystem des Verbrauchsmeßgerätes mit einbezogen.

Gemäß einer besonders vereinfachten Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung kann die Sperrvorrichtung als luftdurchlässiges aber flüssigkeitsdichtes Filter aus porösem Material ausgebildet sein. Derartige Filter bedürfen keinerlei Wartung und können leicht an einer passenden Stelle der Entnahmeleitung gut zugänglich und austauschbar angeordnet werden. Verbindungsleitungen oder sonstige Schaltmittel werden hierfür nicht benötigt.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 und 2 je eine Ausführungsform eines mit der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung ausgestatteten Kraftstoff-Verbrauchsmeßgerätes in schematischer Darstellung mit Beschränkung auf den erfindungswesentlichen Teil der Anlage,

Fig. 3 und 4 je eine Einzelheit der Zusatzeinrichtung nach der Erfindung gemäß Fig. 1 in vergrößerter Schnittdarstellung.

Das Kraftstoff-Verbrauchsmeßgerät, beispielsweise eine KraftstoffWaage, weist ein Meßgefäß 1 auf, welches den für die Verbrauchsmessung benötigten ίο Kraftstoff enthält. Zum Auffüllen des entleerten Meßgefäßes 1 dient eine z. B. elektrisch betriebene Förderpumpe 2_} welche den Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 ansaugt und über eine Speiseleitung 4 in das Meßgefäß 1 fördert Die Förderpumpe 2 ist nur in den Pausen zwischen den aufeinanderfolgenden Messungen in Betrieb. Bei automatischen Prüfständen ist die Förderpumpe! in der Regel in das selbsttätige Steuerungssystem der Meßanlage mit einbezogen.

Während des Meßvorganges wird der Kraftstoff aus dem Meßgefäß 1 über eine bis nahe an den Boden des Meßgefäßes heranreichende Entnahmeleitung 5 abgesaugt und gelangt über einen an der höchstgelegenen Stelle des Systems angeordneten Sammelbehälter 6 über eine abwärts führende Kraftstoffleitung 7 zum Verbraucher, z.B. einer Brennkraftmaschine 8 (Fig. 1).

Der Sammelbehälter 6 ist als aufrecht stehender Hohlzylinder ausgeführt und enthält einen Luftsammelraum 9, welcher über eine zentrale vertikale Entlüftungsleitung 10, die bis nahe an die obere Stirn' wand des Sammelbehälters 6 herangeführt ist, entlüftbar ist. Der obere Teil des Sammelbehälters 6 ist nach Art eines Schauglases als Kappe 11 aus durchsichtigem Material ausgebildet. Die während des Betriebes mit dem Kraftstoff mitgeführten Luftbläschen sowie die nach Montagen und bei vollständiger Entleerung des Meßgefäßes 1 in der Kraftstoffleitung 7 bzw. der Entnahmeleitung 5 aufsteigenden Luftein-Schlüsse bilden im Sammelbehälter 6 einen am abgesunkenen Kraftstoffniveau in der Kappe 11 erkennbaren Luftsack.

Zur Beseitigung der im Sammelbehälter 6 befindlichen Luft wird die Entlüftungsleitung 10 unter Unterdruck gesetzt. Dies darf jedoch nur innerhalb des Zeitraumes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen, d. h. also beim Wiederauffüllen des entleerten Meßgefäßes 1, geschehen. Während des Meßvorganges muß hingegen zur Vermeidung von Meßfehlem jeder Austausch von Kraftstoff zwischen dem Sammelbehälter 6 und der Entlüftungsleitung 10 unterbunden werden. Zu diesem Zweck befindet sich in der Entlüftungsleitung 10 eine Sperrvorrichtung, die bei der vereinfachten Ausführung nach F i g. 1 als vom Unterdruck betätigbares Kolbenventil 12, beim Beispiel der F i g. 2 als Magnetventil 13 ausgeführt ist. Beide Ventilausführungen 12 und 13 weisen in Schließrichtung federbelastete Ventilkörper auf.

Der zur Entlüftung des Sammelbehälters 6 erforderliche Unterdruck kann in verschiedener Weise erzeugt werden. Beim Beispiel der F i g. 1 mündet die Entlüftungsleitung 10 unmittelbar in den Saugraum 14 der Förderpumpe 2, dem eine Eintrittsdrossel 15 vorgeschaltet ist, welche bei laufender Förderpumpe2 einen erhöhten Unterdruck im Saugraum 14 verursacht. Sobald der Unterdruck den Ansprechwert des Kolbenventils 12 erreicht hat, öffnet dieses, und die

im Sammelbehälter 6 befindliche Luft wird durch die Entlüftungsleitung 10 abgesaugt. Mit dem Abschalten der Förderpumpe! nach dem Wiederauffüllen des Meßgefäßes 1 kehrt das federbelastete Kolbenventil 12 selbsttätig in; die Schließstellung zurück.

Die Zusatzeinrichtung nach F i g. 2 verfügt über eine eigene, an die Entlüftungsleitung 10 angeschlossene Luftpumpe 16 zur Erzeugung des erforderlichen Unterdruckes. Um den synchronen Ablauf des Entlüftungsvorganges mit dem Auffüllen des Meßgefäßes 1 zu gewährleisten, sind die Wicklung 17 des Magnetventils 13, der zum Antrieb der Luftpumpe 16 vorgesehene Elektromotor 18 sowie der Motor 19 der Förderpumpe 2 parallel geschaltet und über einen gemeinsamen Hauptschalter 20, welcher in die Programmsteuerung eines automatischen Prüfstandes eingegliedert sein kann, einschaltbar. Zur Rückführung des nach beendeter Entlüftung in der Entlüftungsleitung 10 allenfalls vorhandenen Kraftstoffes in den Vorratsbehälter 3 ist eine eigene Rückführleitung 21 an der Pumpe 16 angeschlossen.

Die nur beispielsweise dargestellten Anordnungen nach Fig. 1 und 2 können je nach Erfordernis in verschiedener Weise miteinander kombiniert werden. Bei hohen Ansprüchen an die Meßgenauigkeit kann beispielsweise bei der Ausführung nach Fig. 1 an Stelle des Kolbenventils 12 ein Magnetventil 13 entsprechend Fig. 2 in Parallelschaltung mit dem Antriebsmotor der Förderpumpe 2 verwendet werden. Eine solche Anordnung zeichnet sich durch besonders hohe Funktionssicherheit bei geringem baulichen Aufwand aus.

Aus F i g. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Sammelbehälters 6 ersichtlich. Dieser weist ein Gehäuse 22 mit seitlichem Anschlußflansch 23 für die nicht dargestellte Entnahmeleitung 5 auf. Die zum Verbraucher führende, schräg abwärts geneigte Kraftstoffleitung 7 ist in eine dem Anschlußflansch 23 gegenüberliegende schräge Bohrung des Gehäuses 22 eingelötet. In das Gehäuse 22 ist von unten her ein Schraubenbutzen 24 eingeschraubt, welcher eine zentrale Bohrung besitzt, in die ein das Gehäuse 22 quer durchsetzendes Rohr 25 eingesetzt ist. Das Gehäuse 22 weist auf dieser Seite eine in einen Ringeinstich 26 auslaufende Gewindebohrung 27 auf, in die die durchsichtige Kappell eingeschraubt ist. Die Abdichtung der Kappe 11 gegenüber dem Gehäuse 22 besorgt ein in den Ringeinstich 26 eingelegter Dichtring 28. Am Schraubenbutzen 24 ist in nicht dargestellter Weise die Sperrvorrichtung der Entlüftungsleitung angeschlossen.

Fig. 4 zeigt die Ausrüstung der Förderpumpe2 für den saugseitigen Anschluß der Entlüftungsleitung 10. An der saugseitigen Stirnwand 29 des Pumpengehäuses 30 ist ein Deckel 31 mittels Schrauben 32 befestigt. Der Deckel 31 besitzt eine durchgehende, abgesetzte zylindrische Bohrung 33, die mit einer entsprechenden Bohrung der Stirnwand 29 fluchtet. Vor der Bohrung 33 befindet sich ein am Deckel 31 mit Schrauben 34 befestigter Sitzring 35 eines Drosselventils. Dieses besteht aus einer von einer Druckfeder 37 belasteten, auf dem Sitzring 35 aufliegenden Ventilplatte 36. Ein an der Rückseite des Deckels 31 mittels Schrauben 38 befestigter Bügel 39 trägt einen die Ventilplatte 36 zentrisch durchsetzenden Führungsstift 40.

Der Innenraum der abgesetzten Bohrung 33 steht über einen radialen Verbindungskanal 41 und eine quer hierzu verlaufende Anschlußbohrung 42 mit Innengewinde 43 mit der in das Innengewinde einschraubbaren, jedoch nicht dargestellten Entlüftungsleitung 10 in Verbindung. Der durch das Drosselventil erreichbare Unterdruck im Inneren der Bohrung 33 ergibt sich aus dem Durchmesser der Ventilplatte 36 und der Dimensionierung der Druckfeder 37.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zusatzeinrichtimg für ein Kraftstoff-Verbrauchsmeßgerät mit einem Luftsammeiraum, der über eine eine Sperrvorrichtung enthaltende Entlüftungsleitung entleerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Verbrauchsmeßgerätes mit einem Meßgefäß der Gassammeiraum (9) an der höchstgelegenen Stelle der vom Meßgefäß (1) zum Verbraucher führenden Entnahmeleirung (5) angeordnet ist und daß die Entlüftungsleitung (10) beim Auffüllen des Meßgefäßes an die Saugseite einer Pumpe (2, Id) angeschlossen ist, deren Ausgang zur Rückführung des nach der Entlüftung nachströmenden Kraftstoffes einem Kraftstoffbehälter zugeführt ist, und daß die Sperrvorrichtung (12,13) in der Entlüftungsleitung (10) während des Meßvorganges den Durchtritt von Kraftstoff von bzw. zur Entlüftungsleitung (10) sperrt.

2. Einrichtung nach Anspruch Ij dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (10) in den Saugraum (14) einer zum Auffüllen des Meßgefäßes (1) vorgesehenen Förderpumpe (2) einmündet und dem Saugraum (14) eine Eintrittsdrossel (IS) vorgeschaltet ist.

3. Einrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung von einem in die Entlüftungsleitung (10) eingeschalteten, in Schließrichtung federbelasteten Ventil, z. B. einem Magnetventil (13) oder einem vom Unterdruck in der Entlüftungsleitung (10) betätigten Kolbenventil (12), gebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführung der Sperrvorrichtung als Magnetventil (13) die Wicklung (17) des Magnetventils mit dem Antriebsmotor (19, 18) der Pumpe (2,16) parallel geschaltet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung als luftdurchlässiges aber flüssigkeitsdichtes .Filter aus porösem Material ausgebildet ist.