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Die
Erfindung betrifft ein dynamisches Durchflussnormal zur Kalibrierung
von Durchflussmessern für
fluide Medien. Derartige Durchflussmesser werden beispielsweise
in Kraftstoffzuleitungen für Verbrennungskraftmaschinen
eingesetzt. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Prüfstand zum
Kalibrieren eines Durchflussmessers für fluide Medien sowie ein Verfahren
zum Kalibrieren von Durchflussmessern in einer Kraftstoffzuleitung
für eine
Verbrennungskraftmaschine.
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In
vielen Bereichen der Technik, beispielsweise der chemischen Reaktionstechnik
oder der Kraftfahrzeugtechnik, müssen
einem Prozess definiert fluide Medien zugeführt werden.
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Ein
wichtiges Beispiel hierfür
ist die Zuführung
von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Verbrennungskraftmaschine.
Dabei wird Kraftstoff beispielsweise mittels eines Einspritzventils
in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt. Neben
flüssigen
Medien, wie z.B. Kraftstoff, ist auch in vielen technischen Einsatzgebieten
eine definierte Zuführung
von Gasen erforderlich, beispielsweise im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine.
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Um
derartige fluide Medien, also Gase oder Flüssigkeiten, dem Prozess definiert
zuführen
zu können,
werden vielfach Durchflussmesser eingesetzt. Diese Durchflussmesser
können
nach unterschiedlichen Prinzipien funktionieren, wobei das Funktionsprinzip
der Durchflussmesser üblicherweise
auf die Art des fluiden Mediums, auf die Umgebungsbedingungen und
auf die Art der Strömung
des fluiden Mediums angepasst gewählt wird.
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Zahlreiche
verschiedene Arten von Durchflussmessern sind kommerziell erhältlich.
So lassen sich beispielsweise einfache Durchflussmesser einsetzen,
bei welchen das fluide Medium durch seine Strömung über Antriebsschaufeln eine
Welle antreibt, deren Rotation gemessen werden kann. Andere Durchflussmesser
nutzen Effekte aus wie beispielsweise eine Beeinflussung einer Ausbreitungsgeschwindigkeit
von Ultraschallwellen durch die Strömung des fluiden Mediums. Auch
Durchflussmesser, bei denen unmittelbar ein Massenfluss, also beispielsweise
eine durch ein Rohr innerhalb einer gewissen Zeiteinheit transportierte
Masse, gemessen wird, sind denkbar. Derartige Durchflussmesser sind beispielsweise
als Heißfilmluftmassenmesser
im Ansaugtrakt von Verbrennungskraftmaschinen kommerziell im Einsatz.
Wieder andere Durchflussmesser setzen andere physikalische Prinzipien,
wie beispielsweise optische Messmethoden, magnetisch-induktive Messmethoden
oder Messmethoden zur Massenstrommessung aufgrund von Trägheitskräften, wie
beispielsweise Coriolis-Durchflussmessung, ein. Die nachfolgend
beschriebene Erfindung ist grundsätzlich zur Kalibrierung aller
Arten von Durchflussmessern für
fluide Medien geeignet.
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Durchflussmesser
werden in der Regel mit einem konstanten Massen- bzw. Volumenstrom
kalibriert. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass dynamische
Druckschwingungen bei dieser Kalibrierung nicht berücksichtigt
werden. Bei Durchflussmessern, welche im Bereich der Kraftstoffzufuhr für Verbrennungskraftmaschinen
eingesetzt werden, liegt jedoch eine diskontinuierliche Strömung vor. Dies
ist insbesondere dadurch bedingt, dass getaktete Ventile, insbesondere
Einspritzventile, eingesetzt werden, welche Druckschwankungen in
der Kraftstoffzuleitung verursachen. Durch diese Druckschwankungen
und die damit verbundene diskontinuierliche Strömung wird jedoch das Messsystem der
Durchflussmesser zum Teil stark beeinflusst.
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Zum
Abgleich und zur Kalibrierung von Durchflussmessern für diese
Art von Anwendungen werden daher bislang häufig Referenz-Durchflussmesser
eingesetzt, welche jedoch keine standardisierten Normale darstellen.
Insbesondere sind daher typischerweise Messungen an verschiedenen
Prüfständen, beispielsweise
an verschiedenen Orten, kaum durchzuführen.
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Häufig werden
zur Kalibrierung der Durchflussmesser Vergleichsventile eingesetzt,
welche mehr oder weniger normiert sind und welche beispielsweise
auch zwischen verschiedenen Prüfständen ausgetauscht
werden können.
Insgesamt verursacht ein Abgleich zwischen verschiedenen Prüfständen an
verschiedenen Orten jedoch einen hohen Aufwand, welcher insbesondere
bei der Entwicklung und der Qualitätssicherung von Durchflussmessern für Verbrennungskraftmaschinen
häufig
nicht tolerabel ist.
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Vorteile der Erfindung
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Es
wird daher ein dynamisches Durchflussnormal zur Kalibrierung von
Durchflussmessern für fluide
Medien vorgeschlagen, welches dazu beiträgt, die aus dem Stand der Technik
bekannten Kalibrierverfahren für
Durchflussmesser zu verbessern. Dieses dynamische Durchflussnormal
ist insbesondere messtechnisch rückführbar und
kann derart ausgestaltet werden, dass die selbe Druckdynamik erzeugt wird,
wie auch im praktischen Einsatz des Durchflussmessers. Beispielsweise
kann dies eine Druckdynamik sein, welche in einer Kraftstoffzuleitung
zu einer Verbrennungskraftmaschine auftritt, wenn ein getaktetes
Kraftstoffventil betätigt
wird.
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Weiterhin
wird ein Prüfstand
zum Kalibrieren eines Durchflussmessers für fluide Medien vorgeschlagen,
sowie ein Verfahren zum Kalibrieren von Durchflussmessern in einer
Kraftstoffzuleitung für eine
Verbrennungskraftmaschine.
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Ein
wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass ein dynamisches
Durchflussnormal eingesetzt wird, welches mindestens eine Durchströmungskammer
mit mindestens einem Zulauf und mindestens einem Ablauf aufweist.
Die mindestens eine Durchströmungskammer
weist einen Stator mit mindestens einer Statoröffnung und mindestens einen
Rotor auf, wobei der Rotor ausgestaltet ist, um die mindestens eine
Statoröffnung
in mindestens einer ersten Position gegen Durchströmung zu
verschließen
und in mindestens einer zweiten Position freizugeben.
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Die
Durchströmungskammer
kann einfach ein Abschnitt eines Rohres sein, beispielsweise einer Kraftstoffleitung,
oder es kann sich dabei um eine separate, beispielsweise gegenüber einem
Rohrquerschnitt des Zulaufes und des Ablaufes erweiterte Kammer
handeln. Letzteres hat insbesondere den Vorteil, dass bei Verwendung
einer separaten, erweiterten Durchströmungskammer ein Druckreservoir vorhanden
ist, mittels dessen Druckstöße und Druckschwankungen
ausgeglichen werden können.
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Ein
Grundgedanke besteht also darin, einen Durchfluss durch den Durchflussmesser
dadurch zu steuern, dass mittels des dynamischen Durchflussnormals
in einem Rohrleitungssystem, in welches der Durchflussmesser integriert
ist, dynamische Massen- bzw. Volumenstromschwankungen erzeugt werden, welche
wohl definiert sind und welche beispielsweise die im praktischen
Einsatz des Durchflussmessers auftretenden Schwankungen simulieren.
Insbesondere kann das Durchflussnormal so ausgestaltet sein, dass
die Druckschwankungen in einem Kraftstoffleitungssystem, welche
infolge eine getakteten Betriebs eines Kraftstoffeinspritzventils
auftreten, simuliert werden.
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Der
mindestens eine Stator kann als separates Bauteil in die mindestens
eine Durchströmungskammer
integriert sein, also beispielsweise die mindestens eine Durchströmungskammer
in zwei Bereiche unterteilen. Dies sollte insbesondere so erfolgen, dass
eine fluidische Verbindung zwischen den beiden Bereichen ausschließlich über die
mindestens eine Statoröffnung
erfolgen kann, also dass der mindestens eine Stator die beiden Bereiche
ge geneinander abdichtet (mit Ausnahme der mindestens einen Statoröffnung).
Alternativ kann der Stator jedoch auch eine Wand der mindestens
einen Durchströmungskammer
selbst sein oder ein Bestandteil einer derartigen Wand.
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Beispielsweise
kann der mindestens eine Stator scheibenförmig ausgebildet sein, wobei
die mindestens eine Statoröffnung
beispielsweise eine oder mehrere Bohrungen in den scheibenförmigen Stator
aufweist. Diese Bohrungen, wobei es sich sinngemäß um zylindrische Bohrungen,
Langlöcher oder
beliebige andere Formen von Bohrungen handeln kann, bestimmen im
Wesentlichen den Durchfluss des fluiden Mediums.
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So
wird, bei vorgegebenem Eingangsdruck des fluiden Mediums und vorgegebener Öffnungsdauer
der mindestens einen Statoröffnung,
der Volumen- oder Massenstrom des fluiden Mediums durch die mindestens
eine Statoröffnung
während
der Öffnungsdauer
im Wesentlichen bestimmt durch eine Querschnittsfläche der
mindestens einen Statoröffnung,
die Länge
eines Durchflusskanals der mindestens einen Statoröffnung und/oder
einem Innenlumen der mindestens einen Statoröffnung. Beispielsweise können auch
mehrere Statoröffnungen
vorgesehen sein, welche sich beispielsweise in den genannten Eigenschaften
und damit auch im Volumenstrom, welcher diese Statoröffnungen
durchströmt, unterscheiden.
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Auch
der mindestens eine Rotor kann auf unterschiedliche Art und Weise
ausgebildet sein. So kann der mindestens eine Rotor beispielsweise
eine Rotorscheibe aufweisen. Diese Rotorscheibe sollte mindestens
eine Rotoröffnung
aufweisen, beispielsweise ebenfalls wieder eine Bohrung (wobei es
sich sinngemäß wiederum
um eine kreisförmige
Bohrung, ein Langloch oder jede beliebige andere Bohrungsgeometrie
handeln kann) aufweisen, welche in mindestens einer Position des
mindestens einen Rotors mit der mindestens einen Statoröffnung ganz
oder teilweise zur Deckung gebracht werden kann, dergestalt, dass
fluides Medium durch die mindestens eine Rotoröffnung und die mindestens eine
Statoröffnung (oder
umgekehrt) strömen
kann.
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Auch
kann die mindestens eine Rotorscheibe beispielsweise als Kreissegmentscheibe
ausgestaltet sein, welche in einer Winkelstellung mindestens eine
der mindestens einen Statoröffnung
verschließt
und in einer anderen Winkelstellung mindestens eine der mindestens
einen Statoröffnung
freigibt. Beispielsweise kann die mindestens eine Rotorscheibe mit
mindestens einer Rotorwelle verbunden sein, wobei die mindestens
eine Rotorscheibe durch die mindestens eine Rotorwelle in einer
Winkelstellung verstellbar ist. Es ist auch eine Ausgestaltung denkbar,
bei der in verschiedenen Winkelstellungen verschiedene Statoröffnungen
freigegeben beziehungsweise geöffnet
werden. Dadurch ist auch beispielsweise ein mehrstufiger Einspritzprozess
von Kraftstoff in eine Verbrennungskraftmaschine simulierbar, bei
welchem zu verschiedenen Zeiten unterschiedliche Volumina von Kraftstoff
eingespritzt werden.
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Durch
das vorgeschlagene dynamische Durchflussnormal lassen sich somit
Durchflussmesser unter bekannten Bedingungen reproduzierbar kalibrieren.
Das dynamische Durchflussnormal ist in seiner Ausgestaltung leicht
duplizierbar, so dass beispielsweise Prüfstände für den selben Typ von Durchflussmesser
an verschiedenen Standorten für die
Fertigung oder Qualitätssicherung
von Durchflussmessern bereitgestellt werden können, welche reproduzierbar
zur Kalibrierung von Durchflussmessern geeignet sind. Somit kann
insbesondere im Bereich der Entwicklung und Fertigung von Einspritzventilen
und Kraftstoffsystemen für
den Bereich (beispielsweise benzinbetriebener) Verbrennungskraftmaschinen
ein erheblicher Aufwand für
einen Abgleich an unterschiedlichen Standorten, beispielsweise weltweit,
eingespart werden. Zahlreiche weitere Anwendungsbeispiele des vorgeschlagenen
Durchflussnormals innerhalb und außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik
sind denkbar, beispielsweise in der Verfahrenstechnik oder Medizintechnik.
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Wie
oben beschrieben, ist auch eine Kalibrierung von Durchflussmessern
für eine
Mehrfacheinspritzung möglich.
Weiterhin kann das vorgeschlagene dynamische Durchflussnormal in
seinen Eigenschaften vergleichsweise einfach durch Simulationsrechnungen,
beispielsweise strömungsdynamische Simulationsrechungen,
evaluiert werden. Weiterhin kann das Durchflussnormal bei beliebigen
Prüfdrucken
eingesetzt werden.
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Zeichnung
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
eines dynamischen Durchflussnormals zur Kalibrierung von Durchflussmessern;
und
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2 einen
Prüfstand
zum Kalibrieren von Durchflussmessern für fluide Medien.
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Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein dynamisches Durchflussnormal 110 zur Kalibrierung von
Durchflussmessern für fluide
Medien dargestellt. Das dynamische Durchflussnormal 110 weist
eine Durchströmungskammer 112 mit
einem Zulauf 114 und einem Ablauf 116 auf. Beispielsweise
können
Zulauf 114 und Ablauf 116 mit Anschlussstücken für ein Rohrleitungssystem
ausgestaltet sein, so dass ein fluides Medium durch den Zulauf 114 in
die Durchströmungskammer 112 strömen kann
und anschließend
durch den Ablauf 116 die Durchströmungskammer 112 wieder
verlassen kann.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Durchströmungskammer 112 als
Kreiszylinder ausgestaltet, wobei der Kreiszylinder einen erheblich
größeren Innendurchmesser
aufweist als der Durchmesser des Zulaufs 114 und der Durchmesser
des Ablaufs 116. Auf diese Weise bildet sich im Inneren
der Durchströmungskammer 114 ein
Druckreservoir aus, durch welches Druckschwankungen aufgefangen werden
können.
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Im
Inneren der Durchströmungskammer 112 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
eine kreiszylinderförmige
Scheibe 118 als Stator 118 eingebettet. Die Statorscheibe 118 ist
dabei dergestalt mit den Wänden
der Durchströmungskammer 112 verschweißt, dass
durch die Statorscheibe 118 die Durchströmungskammer 112 in
eine Zulaufkammer 120 und eine Ablaufkammer 122 unterteilt
wird. Die Statorscheibe 118 weist in diesem Ausführungsbeispiel
zylindrische Bohrungen 124 mit einem Durchmesser D auf.
Beispielsweise sind zwei zylindrische Bohrungen 124 auf
der Statorscheibe 118 einander zu einer Achse 126 diametral
gegenüberliegend
angeordnet.
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Weiterhin
weist das dynamische Durchflussnormal 110 in der Durchströmungskammer 112 eine zweite
kreiszylindrische Scheibe 128 als Rotorscheibe 128 auf.
Die Rotorscheibe 128 liegt plan auf der Statorscheibe 118 auf
und bildet gemeinsam mit einer Welle 130 und einem Antriebsmotor 132 einen Rotor 134.
Die Rotorscheibe 128 weist ebenfalls zwei einander diametral
gegenüberliegende
Bohrungen 136 auf.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
sind die Bohrungen 136 so ausgestaltet, dass der Durchmesser
d dieser Bohrungen 136 größer ist als der Durchmesser
D der Bohrungen 124 der Statorscheibe 118. Die Rotorscheibe 128 ist
mittels einer Dichtung 138 gegen die Statorscheibe 118 abgedichtet.
Bei dieser Dichtung 138 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel
um eine dünne
Teflonscheibe, welche mit zu den Statorbohrungen 124 deckungsgleichen
Bohrungen versehen ist und welche fest mit der Statorscheibe 118 verbunden
ist. Alternativ kann die Dichtung 138 beispielsweise auch
eine entsprechende Beschichtung der Statorscheibe 118 aufweisen.
Die Dichtung 138 verhindert, dass fluides Medium an der Rotorscheibe
vorbei, ohne die Bohrungen 136 zu passieren, zu den Bohrungen 124 gelangen
kann. Somit bewirkt die Dichtung 138, dass eine Leckage möglichst
klein gehalten wird.
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Die
Welle 130 ist mit der Rotorscheibe 128 fest verbunden,
beispielsweise durch Verschrauben oder Verschweißen. Die Welle 130 wird
durch eine Durchführung 140 aus
dem Inneren der Durchströmungskammer 112 herausgeführt. Die
Durchführung 140 ist
zusätzlich
durch eine Wellenabdichtung 142 gegen Leckage abgedichtet.
Insgesamt müssen
die Rotorscheibe 128 und die Welle 130 sehr exakt
geführt
werden, da beispielsweise eine Reibung der Rotorscheibe 128 auf
der Statorscheibe 118 einen Durchfluss fluiden Mediums
durch das dynamische Durchflussnormal 110 beeinflussen
könnte.
Dennoch sollte die Rotorscheibe 128 dicht an der Statorscheibe 118 anliegen,
um Leckagen zu vermeiden.
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Die
Welle 130 kann durch den Antriebsmotor 132 gedreht
werden, beispielsweise mit einer gleichförmigen Drehgeschwindigkeit
oder auch mit jedem beliebigen anderen Ansteuerschema. Auf diese
Weise kann die Rotorscheibe 128 in jede beliebige Winkelposition
gedreht werden. Durch eine entsprechende Einstellung einer Drehzahl
des Motors 132 kann beispielsweise bei konstanter Drehgeschwindigkeit eine
Taktung des dynamischen Durchflussnormals 110 gesteuert
werden.
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Die
Bohrungen 136 in der Rotorscheibe 128 sind dabei
so angeordnet, dass in mindestens einer Winkelstellung diese Bohrungen 136 mit
den Bohrungen 124 in der Statorscheibe 118 zur
Deckung kommen. Dabei kann die Überdeckung
zwischen den Bohrungen 136 und 124 vollständig oder
auch lediglich teilweise sein. In einer Winkelstellung, in welcher sich
die Bohrungen 136, 124 überdecken, ist eine Durchströmung der
Durchströmungskammer 112 mit fluidem
Medium möglich.
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Der
Durchfluss des fluiden Mediums wird durch die geometrische Auslegung
der Bohrungen 136 und 124 bestimmt sowie durch
das Ansteuerschema des Rotors 134. Insbesondere spielen
dabei, neben den Durchmessern D und d, auch die Längen L und
1 der Bohrungen 124 und 136 eine Rolle. Weiterhin
spielt die jeweilige Zeitdauer derjenigen Perioden eine Rolle, während derer
die Bohrungen 136, 124 miteinander überlappen,
so dass diese mit fluidem Medium durchströmt werden können. Bei einer gleichförmig rotierenden
Rotorscheibe 128 spielt beispielsweise eine Kreisfrequenz
eine Rolle, mit der die Rotorscheibe 128 rotiert.
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Durch
Anwendung bekannter analytischer Strömungsgleichungen oder auch
entsprechender Simulationsmodelle lässt sich insbesondere der Volumenstrom
durch die Bohrungen 124 und 136 auch berechnen.
Somit kann, durch entsprechende Festlegung der Bohrungsgeometrien,
im Zusammenspiel mit einem Druck des fluiden Mediums am Zulauf 114 sowie
bekannten Strömungseigenschaften
(beispielsweise Viskosität
etc.) des fluiden Mediums sowie im Zusammenspiel mit einer Rotationsgeschwindigkeit
des Antriebsmotors 132, ein dynamisches Durchflussnormal 110 konstruiert
werden, mit welchem sich gezielt dynamische Druckschwankungen in
einem Rohrleitungssystem, beispielsweise einem an den Zulauf 114 angeschlossenen
Rohrleitungssystem, simulieren lassen.
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Insbesondere
lassen sich beispielsweise auch Durchflüsse und Durchflussverläufe sowie Druckpulse,
welche in einem Kraftstoffleitungssystem durch ein Einspritzventil
bewirkt werden, simulieren. So kann beispielsweise die Frequenz,
mit welcher eine Rotorbohrung 136 mit einer Statorbohrung 124 zur
Deckung kommt, an eine Taktfrequenz eines Einspritzventils anpassen.
Durch Aufbringen mehrerer Bohrungen 136, 124,
welche beispielsweise unterschiedliche Innenlumina aufweisen können, lassen
sich auch komplexere Einspritzvorgänge wie beispielsweise Mehrfacheinspritzungen
simulieren. Beispielsweise können
im Stator 118 Bohrungen 124 vorgesehen sein, welche
in einer bestimmten Winkelstellung des Rotors 128 verschlossen
sind, wohingegen andere Bohrungen 124 zum gleichen Zeitpunkt geöffnet sind.
Zu einem anderen Zeitpunkt wiederum sind erstere Bohrungen geöffnet, wohingegen
die zweiten Bohrungen geschlossen sind. Zu wieder anderen Zeiten
sind beide Arten von Bohrungen verschlossen. Zahlreiche weitere
Möglichkeiten
zum Einsatz des beschriebenen dynamischen Durchflussnormals 110 sind
denkbar.
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Besonders
bevorzugt ist die in 1 dargestellte Ausgestaltung,
bei welcher Bohrungen 124, 136 im Stator 118 bzw.
Rotor 128 vorgesehen sind, welche einander zur Achse 126 diametral
paarweise gegenüberliegen.
Bei dieser Bohrungsgeometrie ist die Verteilung der Kräfte auf
Rotor 128 und Stator 118 symmetrisch, was sich
günstig
auf die Strömungsdynamik
auswirkt.
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Insbesondere
kann das dynamische Durchflussnormal 110 auch so ausgestaltet
sein, dass eine Durchflusscharakteristik des dynamischen Durchflussnormals 110 schnell
verändert
werden kann, um beispielsweise mit dem selben dynamischen Durchflussnormal 110 ohne
größeren Aufwand
verschiedene Strömungsbedingungen
simulieren zu können. Beispielsweise
kann hierbei mit Einlegeteilen gearbeitet werden, durch welche die
Bohrungsgeometrie beispielsweise der Rotorbohrungen 136 schnell
verändert
werden kann. Auf diese Weise lässt
sich das dynamische Durchflussnormal 110 schnell an die
Eigenschaften verschiedener Einspritzventile (Einspritz-Timing,
Nenndurchfluss, Ventiltyp etc.) anpassen, um Durchflussmesser für den Einsatz
mit verschiedenen Einspritzventilen kalibrieren zu können.
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In 2 ist
ein Prüfstand 210 zum
Kalibrieren eines Durchflussmessers 212 dargestellt. In
diesem Beispiel handelt es sich um einen Prüfstand 210 zum Kalibrieren
eines Durchflussmessers 212, welcher in einer Versorgung
eines Einspritzventils einer Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoff 214 eingesetzt
werden soll.
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Der
Prüfstand 210 weist
einen Kraftstofftank 216 auf, welcher mit Kraftstoff 214 gefüllt ist. Über ein Rohrleitungssystem 218 wird
Kraftstoff 214 mittels einer Kraftstoffpumpe 220 aus
dem Kraftstofftank 216 angesaugt. Über die Kraftstoffpumpe 220 wird
der Kraftstoff 214 über
das Rohrleitungssystem 218 unter Druck in einen Druckspeicher 222 gepumpt,
welcher zum Ausgleich von Druckschwankungen dient. Der Druck im
Rohrleitungssystem 218 und im Druckspeicher 222 kann
beispielsweise über
eine Pumpensteuerung 224 eingestellt werden, mittels derer
die Kraftstoffpumpe 220 gesteuert werden kann. Alternativ
oder zusätzlich
zu einer Kraftstoffpumpe 220 lassen sich als Druckquelle
bzw. Druckerzeuger auch andere dem Fachmann bekannte Vorrichtungen
einsetzen, beispielsweise ein Kolbenspeicher oder ein Hubkolben.
Auch Kombinationen verschiedener Druckquellen sind denkbar.
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Über das
Rohrleitungssystem 218 steht der Druckspeicher 222 mit
dem Durchflussmesser 212 in Verbindung, welcher wiederum über das
Rohrleitungssystem 218 mit dem Zulauf 114 eines
dynamischen Durchflussnormals 110 in Verbindung steht. Bei
dem Durchflussmesser 212 kann es sich um beliebige der
eingangs erwähnten
Typen von Durchflussmessern handeln. Besonders bevorzugt ist ein Einsatz
von Coriolis-Durchflussmessern.
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Der
Durchflussmesser 212 wird mittels einer Ausleseelektronik 226 ausgelesen,
welche einen nominellen Durchflusswert anzeigt. Aus diesem nominellen
Durchflusswert kann, unter Berücksichtigung der
bekannten Charakteristik des dynamischen Durchflussnormals 110,
sowie des durch die Kraftstoffpumpe 220 erzeugten Kraftstoffdrucks
und die durch eine Motorsteuerung 228 des Antriebsmotors 132 des
dynamischen Durchflussnormals 110 eingestellte Rotationsgeschwindigkeit
der Rotorscheibe 128 des dynamischen Durchflussnormals 110 der Durchflussmesser 212 kalibriert
werden.
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Der
Ablauf 116 des dynamischen Durchflussnormals 110 ist
schließlich über das
Rohrleitungssystem 218 mit einem Kraftstoffablauf 230 verbunden, über welchen
Kraftstoff zurück
in den Kraftstofftank 216 befördert werden kann. Zusätzlich zu der
in 2 dargestellten bevorzugten Anordnung eines Prüfstands 210 können auch
noch weitere, in 2 nicht dargestellte Elemente
eingesetzt werden, welche beispielsweise Druckschwankungen in dem
Rohrleitungssystem 218 an verschiedenen Stellen ausgleichen.
So können
beispielsweise neben dem Druckspeicher 222 an weiteren
Stellen im Rohrleitungssystem 218 Druckspeicher 222 vorgesehen sein.
Auch Drosselstellen, Ventile oder andere Dämpfungsglieder können eingesetzt
werden.
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Der
in 2 dargestellte Prüfstand 210 mit dem
dynamischen Durchflussnormal 110 lässt sich beispielsweise als
transportierbares, integriertes System ausgestalten, welches auf
einfache Weise zwischen verschiedenen Standorten transportiert werden
kann. Beispiels weise lassen sich die in 2 dargestellten
Komponenten vollständig
oder teilweise in ein gemeinsames Gehäuse integrieren. Dieses kann
dann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass das dynamische
Durchflussnormal 110 und der Durchflussmesser 212 leicht
ausgetauscht werden können.
Auch ein entsprechendes Computersystem kann in das portable System
integriert bzw. Bestandteil dieses Systems sein, zum Zwecke der
Ansteuerung und Auslesung einzelner Komponenten, beispielsweise
zur Ansteuerung der Motorsteuerung 22S und der Pumpensteuerung 224 und/oder
zur Auslesung der Ausleseelektronik 226. Auch eine Auswertungssoftware,
welche beispielsweise die entsprechenden Daten der Ausleseelektronik 226 verarbeitet
und aus diesen und anderen bekannten Eigenschaften des Prüfstands 210 einen
Kalibrierfaktor für
den Durchflussmesser 212 bestimmt. Auf diese Weise lässt sich
mit dem beschriebenen integrierten Prüfstand 210 mit dem
dynamischen Durchflussnormal 110 leicht eine Qualitätssicherung
an verschiedenen Standorten sicherstellen.
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- 110
- dynamisches
Durchflussnormal
- 112
- Durchströmungskammer
- 114
- Zulauf
- 116
- Ablauf
- 118
- Statorscheibe
- 120
- Zulaufkammer
- 122
- Ablaufkammer
- 124
- Bohrungen
- 126
- Achse
- 128
- Rotorscheibe
- 130
- Welle
- 132
- Antriebsmotor
- 134
- Rotor
- 136
- Bohrung
- 138
- Dichtung
- 140
- Durchführung
- 142
- Wellenabdichtung
- 210
- Prüfstand
- 212
- Durchflussmesser
- 214
- Kraftstoff
- 216
- Kraftstofftank
- 218
- Rohrleitungssystem
- 220
- Kraftstoffpumpe
- 222
- Druckspeicher
- 224
- Pumpensteuerung
- 226
- Ausleseelektronik
- 228
- Motorsteuerung
- 230
- Kraftstoffablauf