[发明专利]燃料消耗测量系统以及用于测量内燃机的燃料消耗的方法

说明书

本发明涉及一种燃料消耗测量系统，其具有：燃料输送管路(14)，从油箱(10)输送燃料的第一燃料泵(12)通过燃料输送管路(14)能与消耗器(16)流体连通；布置在燃料输送管路(14)中的燃料消耗测量装置(28)；第一燃料循环管路(26)，其在消耗器(16)处分支并且在燃料消耗测量装置(28)和消耗器(16)之间通入燃料输送管路(14)；第二燃料循环管路(50)，其在第一燃料泵(12)和燃料消耗测量装置(28)之间从燃料消耗管路(14)分支并且在油箱(10)上通入；热交换器(52)，来自第二燃料循环管路(50)的燃料通过热交换器(52)吸收来自第一燃料循环管路(26)的燃料的热量。在燃料循环管路(26、50)中布置器件(54、56、62)，通过该器件(54、56、62)能在第一燃料循环管路(26)通入燃料输送管路(14)的通入口(53)和从燃料输送管路(14)向第二燃料循环管路(50)的分支部(58)处设置相同的体积流。

本发明涉及一种燃料消耗测量系统，燃料消耗测量系统具有燃料输送管路、燃料消耗测量装置、第一燃料循环管路、第二燃料循环管路、热交换器，第一燃料泵通过燃料输送管路可以与消耗器流体连通，通过燃料泵可以从油箱输送燃料，燃料消耗测量装置布置在燃料输送管路中，第一燃料循环管路在消耗器处分支并且在燃料消耗测量装置和消耗器之间通入燃料输送管路，第二燃料循环管路在第一燃料泵和燃料消耗测量装置之间从燃料消耗管路分支并且在油箱上通入，来自第二燃料循环管路的燃料可以通过热交换器吸收来自第一燃料循环管路的燃料的热量，本发明还涉及一种用于测量内燃机的燃料消耗的方法，内燃机具有燃料消耗测量系统，其中燃料通过第一燃料泵从油箱输送到消耗器，其中，燃料消耗测量装置测量输送的燃料的体积流。

这种系统通常由模块组成，该模块执行燃料流的实际测量，以及对于具备燃料循环的测量系统，额外地还由调节模块组成，通过该调节模块设置使得从发动机反馈的燃料在用于流量测量的装置下游反馈到输送管路中。燃料消耗测量装置尤其由流量计组成，如文献DE-AS 1 798 080中所述。涉及到的是电子控制的流量测量器，其具有输入端和输出端，在输入端和输出端之间设有形式为齿轮泵的转动的柱塞以及在平行于柱塞的管路中在测量室中设有活塞。为了确定流量，借助光学传感器测量在测量室中的活塞的偏移。基于该信号不断地再调节齿轮泵的转速，使得活塞尽可能地总是返回到其初始位置中。由通过编码器测量的齿轮泵的转圈或者部分转圈的数量以及已知的齿轮泵在转圈时的输送体积计算在预定的时间间隔内的流量。用这种系统不能测量来自发动机的回流。

用于燃料消耗测量的具有调节装置的系统例如布置在具有多个喷射阀的共轨系统的燃料高压泵之前。在此涉及到封闭的回路。备选地原则上可以想到的是，设置通向油箱的循环管路并且在该循环管路中布置第二流量计，以便可以从两个流量计的差值中计算燃料消耗。然而已表明，由于非常高的循环量、其可能约为燃料消耗的十倍、极端情况下最高为燃料消耗的百倍，这种系统不能提供足够精确的结果。

出于此原因，已知用于燃料消耗测量的系统，例如在专利文献DE 197 81795T1中公开的。在此所述的系统只有一个流量计，该流量计布置在从油箱导向消耗器的输送管路中。在流量计前分支有管路，该管路返回到油箱并且在其中设有压力调节减压阀，通过压力调节减压阀可以设置在输送管路中的压力。第一循环管路在消耗器前不远分支并且在流量计之后通回输送管路中。两个循环管路汇集在热交换器中，使得来自第一循环管路的较热的燃料通过来自第二循环管路的较冷的燃料冷却，使得从第一循环管路反馈的燃料的温度大约相当于在输送管路中的燃料的温度。额外的减压器在输送管路中位于第一循环管路的通入口之前和流量计之后。在第一循环管路的通入口之后设有另外的输送泵。因为可以保持第二循环回路中的和第一循环回路中的燃料压力以及温度基本相同，所以流量计以良好的精确性测量燃料消耗。

专利文献EP 0122105 A2和WO 2005/005935 A1也示出类似的解决方案。

然而在反馈的燃料流大于输送的燃料流的运行状态中会出现问题。这种状态例如可以在柴油机启动或者从满载向空载的过渡时出现。布置在输送管路中的减压器阻碍沿油箱方向的回流，由此在循环管路中产生非预期的压力升高。这影响内燃机的效率甚至导致机组受损。