DE2853083A1

DE2853083A1 - Vorrichtung zur kraftstoffmessung

Info

Publication number: DE2853083A1
Application number: DE19782853083
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Kubach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1978-12-08
Publication date: 1980-06-26

Description

Vorrichtung zur Kraftstoffmessung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des in einer Rohr-Leitung fließenden Kraftstoffes, insbesondere einer Diese-Brennkraftmaschine.
Für elektronische Kraftstoffzumeßsysteme werden mechanisch-elektrische Wandler für die Zeit des Beginns jeder Einspritzung und für die Menge, vorzugsweise der Masse, des dabei eingespritzten Kraftstoffes benötigt.
Die elektronischen Signale sollen zur einfachen Verarbeitung in Mikroprozessoren in frequenzanaloger Form erzeugt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im Rohr ein Ultraschallsender und außerdem im Abstand von diesem und in Strömungsrichtung nach diesem ein Ultraschallempfänger, insbesondere in Form eines piezoelektrischen Plättchens angeordnet ist.
Figur 1 zeigt das Prinzip einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ein Ultraschallsender 1 und ein Ultraschallempfänger 2 (z. B. in Form von piezoelektrischen Plättchen) sind in dem Kraftstoffstrom innerhalb einer Rohrleitung 3 untergebracht. Die Laufzeit der zwischen diesen beiden Wandlern übertragenen Schwingungen ergibt sich aus der Schallgeschwindigkeit plus der Geschwindigkeit des Kraftstoffstromes. Der Laufzeit entspricht die Phasenverschiebung der Wellen zwischen Sender 1 und Empfänger 2.
Die Änderung der Phasenverschiebung entspricht aiso der Änderung der Geschwindigkeit des Kraftstoffstromes. Die gesamte Phasenverschiebung ist im allgemeinen viel kleiner als diese Änderung der Phasenverschiebung.
Der Einfluß der gesamten Phasenverschiebung kann eliminiert werden, wenn die Strömungsgeschwindigkeit in periodischen Zeitabständen bekannt ist. Beim Kraftstoffzumeßsystem ist die Strömungsgeschwindigkeit periodisch Null, also besonders günstig definiert.
Aus dieser Messung der Strömungsgeschwindigkeit erhält man durch Integration die Menge des Kraftstoffes. Die Strömungsgeschwindigkeit über den Querschnitt des Rohres ist nicht konstant. Ein für turbulente oder laminare Strömung definierter Faktor kann leicht in die Auswerteeinrichtung 5 eingeeicht werden. Die Strömungsgeschwindigkeit erreicht mit relativ steilen Flanken ihren jeweiligen Maximalwert bei den einzelnen Einspritzvorgängen der nicht dargestellten Diesel-Brennkraftmaschine. Dieser Maximalwert ändert sich um weniger als den Faktor 2. Daher kann die Art der Strömung - turbulent oder laminar - relativ leicht im vollen Temperaturbereich definiert werden.
Da das System primär die Strömungsgeschwindigkeit erfaßt, kann zusätzlich zu der Strömungsgeschwindigkeit leicht Beginn oder Ende der Einspritzung gemessen werden. Diese Messung bezieht sich zweckmäßigerweise auf den strömungsabwärts liegenden Sensor 2 der Figur 1.
Während der Strömungspausen kann das System zur Messung der Schallgeschwindigkeit im Kraftstoff zusätzlich eingesetzt werden. Dazu wird die Laufzeit einer Gruppe von Ultraschallschwingungen gemessen. Mit dieser gemessenen Laufzeit kann die ebenfalls gemessene Kraftstoffmenge korrigiert werden, so daß das System auch bei variabler Kraftstofftemperatur oder Kraftstoffart -sehr genau den interessierenden Massenfluß oder den Fluß des zugeführten Heizwertes erfaßt.
Die Meßsignale erscheinen in Form von Frequenzen und Laufzeiten, die mit digitalen Systemen, insbesondere Mikroprozessoren, sehr leicht zu verarbeiten sind.
Das Meßsystem enthält unkritische und preisgünstige Komponenten, die keinen Verschleiß durch Reibung fester Teile aufeinander unterliegen. Die Abmessungen des Systems sind klein (ca. 10 cm lang).
Das System erfüllt drei Funktionen: a) Messung der Kraftstoffmenge.
b) Korrektur der Kraftstoffmenge in Hinsicht auf die dem einzelnen Zylinder zugeführte Wärmemenge.
c) Messung von Beginn und/oder Ende der Kraftstoffzumessung.
Bei Anordnung nach Figur 2 ermittelt das System sequentiell die Zumeßdaten für die einzelnen Einspritzdüsen bei einem Minimum von totem Kraftstoffvolumen zwischen Meßstelle und Einspritzdüse. Damit ist unter anderem eine optimale zentrale Messung von Beginn und/oder Ende der Einspritzung möglich.
Das System erfordert im Vergleich zur Schallgeschwindigkeit nur eine niedrige Geschwindigkeit des Kraftstoffflusses. In Verbindung mit der kurzen Baulänge tritt somit nur ein geringer Druckabfall auf.

Claims

Ansprüche Vorrichtung zur Messung des in einer Rohr-Leitung fließenden Kraftstoffes, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß im Rohr ein Ultraschallsender (1) und außerdem im Abstand von diesem und in Strömungsrichtung nach diesem ein Ultraschallempfänger, insbesondere in Form eines piezoelektrischen Plättchens angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinrichtung (5) zum Phasenvergleich zwischen den vom Sender (1) ausgehenden Wellen und den vom Empfänger erzeugten Signalwellen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur zusätzlichen Messung von Beginn und/oder Ende der Einspritzung.
4. Bei Einsatz der Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Messung der Kraftstoffeinspritzung in Dieselmotoren - zum Beispi.el in einer Anordnung nach Figur 2 - wird das System periodisch mit der bekannten Strömung geschwindigkeit Null in den Pausen der Einspritzung nachgeeicht.