MEASUREMENT ARRANGEMENT FOR A FLOWABLE FUEL QUANTITY IN INJECTION SYSTEMS FOR POWER PLANTS, ESPECIALLY FUEL INJECTION SYSTEMS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES AND FOR STATIONARY BURNER SYSTEMS

Abstract: 1. Measurement arrangement for a flowable fuel quantity in injection systems for power plants, especially in an automobile, comprising the low pressure circular pipe (1), which is connected with the low pressure conveying pump (4), with the fuel tank (5) as well as with the specific maintain charging flow tube resistances (10) in the kind of a non-reversible flow control, and which is further connected with the low pressure single pipe (3), with the liquid treating pump (11) as well as with the injection device (17), whereas the low pressure single pipe (3) combines the flow meter (8) for quantities and mass streams of fluids, which are shown on an indication group, so that said the low pressure single pipe (3) ends within the high pressure circuit (2), having the injection device (17), connected with the high pressure maintenance flow valve (13) within the high pressure circuit, and said the specific maintain charging flow tube resistances (10) as a non-reversible flow control must be combined by a pulse generator (9), sensorized by the work-cell-wheel (8), which must be set up in the point of deviation between the low pressure single pipe (3) and the low pressure circular pipe (1), and which is gathered to only one central measure unit (7) to be combined to the services indicating and operating display and dialogue console (14) for process data and process computing systems, termed as the digital ranger.

Description: Besvhreibung: Die Erfindung betrifft eine Mengenmesseinrichtung für flüssige Kraft- und Brennstoffe in Einspritzanlagen für Triebwerke, insbesondere in Einspritzanlagen für Verbrennungsmotore in Kraftfahrzeugen bzw. Verkehrsmitteln sowie für Brenneranlagen in Gasturbinen als auch für Brenneranlagen an Eeizungs- und Feuerungskesseln mit Mitteln zur Aufnahme, Verarbeitung und Umwandlung unterschiedlich schwankender Durchflussmengen an flüssigen Kraft- und Brennstoffen, die zu digitalen 3etriebs- daten verarbeitet werden, wodurch umständliche und nicht einwandfrei arbeitende Differenzmengenmessanzeigen in Tankbehältern oder in Vor- und Rücklaufleitungen von Einspritzanlagen entfallen. Solche Mengenmesseinrichtungen sollen die bisher gebräuchlichen Differenzmengenmessungen in den Tankbehältern bzw. zwischen Vor- und Rücklaufleitung einer Einspritanlage ersetzen und deren Anzeigegenauigkeit über Spannungsgeber steigern, wobei der Spannungsimpulsgeber 9 an einen handels üblichen Mikroprozessor 14 zur Lieferung aigitaler Betriebsdaten mit oder ohne einer Ausdruckvorrichtung anzuschliessen ist. Aufgrund dieser Funktionskombination wird eine erschütte rungsfreie sowie teil-, leer- und vollastunabhängige Messung für flüssige Kraft- und Brennstoffe erreicht. Solche Messeinrichtungen sind bisher nur als Zukunftsentwicklung in integrierten Kraftwerksanlagen bekannt geworden. Ihre praktische Realisierung war bisher nicht möglich, da eine störungsfreie Anzeige auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen, insbesondere durch Entstehung eines Vakuums, durch zu hohe Reibung oder durch zu lange Messstrecken in Verbindung mit mechanischen Anzeige instrumenten nicht zu verwirklichen war. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Messeinrichtung für flüssige Kraft- und Brennstoffe nach den eingangs beschriebenen Arten zu schaffen, indem die Stände und Verbräuche für flüssige Kraft- und Brennstoffe zuverlässig aufgezeigt werden, um dadurch sichere und fehlerfreie Anzeigen für eine energiebewusste Betriebsweise zu liefern. Dabei soll insbesondere ein Überdruck aus dem Hochdruck leitungskreislauf abgeleitet und abgebaut werden, ohne dass ein Zu- oder Abschalten nach dem Stand der Technik durch erforderliche Sperrventile erfolgen müsste, Weiterhin soll nach einer besonderen ausführungsform die Messeinrichtung auch ohne Niederdruckleitungskreis lediglich mit einem Einfachstrang einsetzbar sein, wobei durch besondere Mittel der Druckaufbau im- Kraftstofftank gewährleistet ist. Zusätzlich soll durch die gleiche Messeinrichtung der Schadstoffanteil, insbesondere im Leerlauf, ermittelt werden können. Ausserdem sollen für den Fahrer Rückschlüsse im Hinblick auf die optimale Fahrzeuggeschwindigkeit zur Erzielung eines minimalen Kraftstoffverbrauches bei sich ändernden äusseren Fahrwiderständen ermöglicht werden. Die zur Lösung dergestellten Aufgabe wesentlichen Merkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 genannt. Die Unteransprüche nennen Ausführungsarten der Erfindung. Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der neuen D4engen- messeinrichtung mit Niederdruck- und Hochdruckleitungskreis in schematischer Darstellung. -In die Zeichnung ist gestrichelt auch die Ausführungsform mit einem Niederdruckeinfachstrang 1' statt des Niederdruckleitungskreises 1 eingezeichnet. Durch das Zusammenfassen von Steuerungsgruppen zu einer Baueinheit 7 , die von flüssigen Kraft- und Brennstoffen zu durchströmen ist,- wird eine raumsparende Bauausführung erzielt und das Angebot zur Einspeisung flüssiger Kraftund Brennstoffe in den Niederdruckleitungskreis 1 sowie in den Hochdruckleitungskreis 2 selbst bei Vollast aufrecht erhalten. Erwärmungen durch das Umwälzen der flüssigen Kraft- und Brennstoffe, insbesondere im Hochdruckleitungskreis 2, sind durch eine mehrfach gewundene Leitungsführung 15 an die Umgebung ab zuführen. Dabei ist ein Niederdruckleitungskreis 1 mit einem Hoch druckleitungseis 2 durch einen Einfachstrang 3 zu verbinden. Durch eine Niederdruckpumpe 4 wird ein Umwalzen des Volumenstromes im Niederdruckleitungskreis 1 erzeugt, und zwar derart, dass die flüssige Kraft- und Brennstoffmenge aus einem Tankbehälter 5 durch ein Feinfilter 6 gegen einen Durchflussmesser 8 gefördert wird, der wiederum eine Teilung des geförderten Volumenstromes derart herbeiführt, dass die von den Motoren- bzw. von den Brennaggregaten angeforderte Verbrauchsmenge in Form flüssiger Kraft- und Brennstoffmengen über ein Mengenzählrad 8 mit einem an dieses angeschlossenen Spannungsimpulsgeber 9 in den Einfachstrang 3 eingespeist wird und die Durchflussüberschussmenge an flüssigem Kraft- und Brennstoff über den Rückströmwiderstand 10 dem Tankbehälter 5 wieder zugeführt wird. Durch diese Anordnung stellt der Niederdruckleitungskreis 1 einen geschlossenen Kreislauf unter Ausschaltung eines Leitungsvakuums dar. Darüber hinaus ist der Tankbehälter 5 gegen die freie Atmosphäre mit einem Kraftstoffdampf- oder Druckgasüberdruckventil 16 zu versehen. In den Hochdruckleitungskreis 2 wird die von diesem angeforderte flüssige Kraft- und Brennstoffmenge durch die Hochdruckpumpe 11 umgewälzt und durch die Spritzdüsen 17 verbraucht. Der in den Hochdruckleitungskreis 2 eingespeiste und nicht verbrauchte Volumenstrom ist daher im Rückstrom des Hochdruckleitungskreises 2 über einen Druckregler bzw. über ein Überdruckventil 13 in ein T-Rohrstück 12 vor der Pumpe 11 zurückzuleiten. Dadurch wird die verbrauchte flüssige Kraft- und Brennstoffmenge durch den Einfachstrang 3 direkt nachgespeist, wodurch eine Verdampfung flüssiger Kraft- und Brennstoffteile aufgrund eines negativen Druckgefälles, insbesondere aufgrund einer Vakuumbildung in den Leitungssträngen 1 , 1 2 und 3 vermieden wird. Eine Zusätzliche Kühlung im Zusammenhang mit der Vermeidung eines Vakuums ist durch Anbringen einer mehrfach gewundenen Kraft- und Brennstoffleitung 15 zu bewerkstelligen. Die Kraft- und Brennstoffverbrauchsparameter sind durch einen 4-/8-/16-Bit-Prozessor 14 aufgrund des Spannungsflusses aus dem Spannungsimpulsgeber 9 zu errechnen und direkt digital oder über einen Streifendrucker auszugeben. Als Folge dieser Anordnung können beliebig viele Einfachstränge 3 an den Niederdruckleitungskreis 1 angeschlossen werden, vorausgesetzt, der (Xnx)te Mengenmesser 8 verfügt über einen Rückströmwiderstand 10 Dadurch entfallen die Rückströmwiderstände 10 für x Durchflussmesser 8 , an die äeweils x Hochdruckleitungskreise 2 anzuschliessen sind. An jeden Einfachstrang 3 ist somit ein Hochdruckleitungslcreis 2 anzuschliessen, durch den unabhängig von der Anzahl an Hochdruckleitungskreisen 2 ein Notoren- oder Brenneraggregat in Form der Spritzdüsen 17 betrieben werden kann. In der Zeichnung (Fig. 1) ist mit 1 der anstelle des Niederdruckleitungskreises 1 einsetzbare Niederdruckeinfach stra-:lg 1' bezeichnet, in den gegebenenfalls ein Feinfilter einsetzbar ist. Durch den Niederdruckeinfachstrang entfällt ein Umwälzen des Kraftstoffes in einem Niederdruckleitungskreis und die Temperatur der flüssigen Kraft- und Brennstoffe bleibt durch die in den Ansprüchen 7 und 8 genannten Merkmale kontrollierbar.

Claims: Mengenmesseinrichtung für flüssige Kraft- und Brennstoffe in Einspritzanlagen für Triebwerke, insbesondere in Einspritzanlagen für Verbrennungsmotore sowie stationäre Brenneranlagen Patentansprüche: 1 Mengenmesseinrichtung für eine Einspritzanlage für flüs sige Kraft- und Brennstoffe, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, bestehend aus einem an einen Kraftstoff behälter (5) anschliessbaren, eine Niederdruckpumpe (4) und ein Druckhalteventil (10) aufweisenden Nieder druckleitungskreis (1) , der durch einen einen Durch flussmesser aufweisenden Einfachstrang (3) über eine Förderpumpe (11) an eine Einspritzvorrichtung (17) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein fachstrang (3) in einen Hochdruckleitungskreis (2) mündet, der die Förderpumpe als Hochdruckpumpe (11) aufweist und der über die Einspritzdüsen (17) als Einspritzvorrichtung mit einem Überdruckventil (13) verbunden ist, wobei das Druckhalteventil (10) als Rückströmwiderstand mit einem Spannungsimpulsgeber (9) für das Betriebsdatenanzeigegerät (14) zu einer Bau einheit (7) an der Stelle der Abzweigung des Einfach stranges (3) in den Niederdruckleitungskreis zusammen gefasst ist. 2 Messeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich net, dass eine Vielzahl von Einfachsträngen (3) mit angeschlossenen Hochdruckleitungskreisen an die Bauein heit (7) anschliessbar ist. 3 Messeinrichtung nach Anspruch 2 , gekennzeichnet durch ein Mengenzählrad (8) in der Baueinheit (7) für jeweils einen angeschlossenen Hochdruckleitungskreis. 4 Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rücklaufstrang jedes Hochdruckleitungslzeises sich ein wendelförmig geführ tes Leitungsteil (15) befindet. 5 Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , 4 gekennzeichnet durch einen einzigen Rückströmwiderstand (10) in der Baueinheit (7) für alle an den Durchfluss- messer angeschlossenen Hochdruckleitungskreise (2) 6 Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Mengenzählrad (8) des Durchflussmessers auch in entgegengesetzter Strömungs richtung drehbar ist, so dass ein Druckausgleich zwischen dem Hochdruckkreis (2) und dem Kraftstofftank (5) zustandekommt, wodurch keine unzulässige Druckerhöhung im Hochdruckkreis auftritt. 7 Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass statt des Niederdrucklei tungskreises (1) ein Niederdruckeinfachstrang (1 ) unter Fortfall der Rückströmleitung des Niederdrucklei tungskreises eingesetzt ist und der erforderliche Druck aufbau durch in den Kraftstofftank eingeführtes C02-Gas oder ein anderes nicht brennbares Druckgas oder auch durch Pressluft, die durch Anschluss an einen mitgeführten Reifenluftkompressor eingeleitet wird, so dass der Kraft stoff im Kraftstofftank (5) druckmässig direkt beauf schlagt ist und die Kraftstofftemperatur im Kraftstoff- tank (infolge Fortfall der Umwälzpumpe (4) des Nieder druckleitungskreises) niedrig bleibt. 8 Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass statt des Niederdrucklei tungskreises (1) ein Niederdruckeinfachstrang (1') unter Fortfall der Rückströmleitung des Niederdrucklei tungskreises eingesetzt ist und der erforderliche Druck aufbau durch Verdampfen des Kraftstoffes im Kraftstoff tank (5) durch direkte oder indirekte Erwärmung des Kraftstoffes, gegebenenfalls des Kraftstofftanks, zum Beispiel durch ein Heizelement, bewirkt wird und der Druck über ein Druckanzeigegerät an der Armaturentafel angezeigt und gegebenenfalls abgesenkt oder erhöht wird, wodurch die Kraftstofftemperatur im Kraftstofftank (5) auf einem vorgegebenen zulässigen Wert gehalten wird. 9 Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Schadstoffanteil im Abgas bei leerlauf und abgeschalteter Kupplung aus dem in dem Spannungsimpulsgeber (9) gemessenen Kraftstoff verbrauchswert und aus dem in dem Drehzahlmesser des Kraftfahrzeuges ermittelten Leerlaufdrehzahl in dem Be triebsdatenanzeigegerät (14) ermittelt beziehungs weise umgerechnet und auf der Armaturentafel angezeigt wird. 10 Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass der im Betriebsdatenanzeige gerät (14) von dem Mengenzählrad (8) über den Span nungsimpulsgeber (9) ermittelte. Kraftstoff-IST Verbrauch - abhängig von der im Drehzahlmesser des Kraftfahrzeuges sowohl bei Lastbetrieb, also bei einge schalteter Kupplung, als auch bei Leerlaufbetrieb, also bei ausgeschalteter Kupplung - mit dem werkstattmässig eingestellten, gemessenen und vorgegebenen Kraft stoff-SOLL-Verbrauch im Rechner verglichen und im Anzei gefeld des Betriebsdatenanzeigegerätes (14) angezeigt wird.

Inventors: NARDIN, PETER
Applicants: NARDIN, PETER
Application year: 1981
Main classification: G01F9
IPC codes: G01F9, F02M55