AT518155A2 - Vorrichtung und Verfahren zur Durchflussmessung eines Gasinjektors - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur Durchflussmessung eines Gasinjektors (1), mit einer Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) zur zumindest mittelbaren Anordnung eines Auslassbereichs eines Gasinjektors (1), mit einer mit der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) verbundenen Ventileinrichtung (18), mittels der ein Auslassquerschnitt der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) und der in der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) herrschende Druck einstellbar ist, und mit ersten Meßmitteln (12) zur Erfassung von in der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) herrschenden Parametern des Gases. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Ventileinrichtung (18) dazu ausgebildet ist, den Auslassquerschnitt der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) vollständig zu verschließen.

Description

Beschreibung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchflussmessung eines Gasinjektors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchflussmessung eines Gasinjektors unter Verwendung einer arfindungsgemäSen Vorrichtung.

Eine Vorrichtung zur Durchflussmessung eines Gasinjektors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 2 192 389 A1 bekannt Die bekannte Vorrichtung weist eine Messkammsr auf, die mb dem Ausiassbereich eines Gasinjektors verbindbar ist. so dass des während eines Einblashubs von dem Gasinjektor abgegebene Gasvolumen in die Messkammer einströmt. Weiterhin sind in dar Messkammer erste Meßmittel in Form beispielsweise von Temperatur- sowie Drucksensoren angeordnet. Die Messkammer weist darüber hinaus eine Ventileinrichtung auf, mittels dar einerseits durch Veränderung des Durchfiussquerschnitis der Ausströmwsdersiand aus der Messkammsr reguliert werden kann, und die anderseits mit einer Messeinrichtung zur Erfassung der Gesamfgasmenge gekoppelt ist. die in die Messkammer mittels des Gasinjektors aingebiasen wurde.

Wesentlich bei der aus der genannten Schritt bekannten Verrichtung bzw. deren Verfahren zur Durchflussmessung ist es. dass während der Messung der Einbissmenge des Gasinjektors die Ventiieinrichiung zumindest teilweise geöffnet bleibt, d,h. ein Ahströmen von Gas aus der Messkammer stattfindet. Bei einem derartigen Messverfahren ist es daher sehr schwierig, die während eines einzigen Einbiasvorgangs von dem Gasinjektor in die Messkammer eingeblasene Gasmenge zu bestimmen. Da hinsichtlich dar korrekten Funktion bzw. der Erfassung von beispielsweise Fertigung stoiera nzen es jedoch wünschenswert ist, Streuungen zwischen den einzelnen Einblasvorgängen festzustellen, ist dies mittele der bekannten Vorrichtung bzw. mittels des bekannten Verfahrens nur sehr schwierig bzw, nicht möglich. Darüber hinaus 'wird erwähnt, dass durch sine derartige .Messkammer üblicherweise der Einbau eines Gasinjektors Insbesondere im Saugrohrhereich einer Brennkraftmaschlne simuliert werden soll Durch die Simulation lässt sich insbesondere die während des tatsächlichen Betriebs In einer Srennkraftmaschina durch den Gasinjektor eingeöiasene Gasmenge sehr genau erfassen. Eine derartige, typische Einbausituation in einem Saugrohr zeichnet sich dadurch aus, dass nicht nur Überdrücke im Saugrohr Vorkommen, sondern euch ein Unterdrück bei geöffnetem Lufteiniassventii am Zylinder, so dass beispielsweise ein Absnlutdruck von G,5bar herrscht. Da bei der bekannten Vorrichtung lediglich der Durehfiussquerschniit an der Venüleinrichtung beeinflussbar ist, können mit einer derartigen Messkammar jedoch nur Überdrücke simuliert werden, rächt jedoch in der realen Praxis In einer Einbausituation an einem Saugrohr auftretende Unterdrücke.

Offenbarung der Erfindung

Ausgehend von dem dargestalifsn Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch bei einer relativ geringen Anzahl von Gaseinbiasungen bzw. wenigen Hüben des Gassnjektons, idealerweise bereits bei einem einzigen Elnblasvcrgang, die von dem Gas Injektor abgegebene Gasmenge bzw. Gasmasse hochgenau bestimmen zu können, insbesondere soll dis Messung auch unter Bedingungen erfolgen können, die einem realen Einbauort entsprechen, D.h,. dass mittels der Vorrichtung auch Gegendrücke am Ausiassbereich des Gaslnjektors simuliert werden können, die nicht nur als Überdruck ausgebildet sind, sondern auch als Unterdrück.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Durchflussmessung eines Gaslnjektors mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, die Ventileinnchtung, die beim Stand der Technik als Crsssalvorrichlung zur Einstellung eines Dresseiabschnitts dient, dazu zu nutzen, während der eigentlichen Messung geschlossen zu bleiben, um dadurch einerseits einen in der Messkammer vorab eingestellten Druck während der eigentlichen Messung sehr genau bei behalten zu können, und andererseits die bei wenigen odereiner einzigen Gaseinblasung auftretendan, sich ändernden Parameter in der Messkammer besonders einfach, genau und effektiv messen zu können. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Abströmen von Gas aus der Messkammer durch die geschlossene Ventileinrichtung vermieden wird. Hierzu ist es eründungsgamäE vorgesehen, dass die Ventileinrichtung dazu ausgebüdet ist« den Ausiassquerschnitt dar Messkammer vollständig au verschließen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchflussmessung eines Gaainjektors s;nd in den ünteransprüchen aufgeführt.

In einer ganz besonders bevorzugten konstruktiven Ausbildung der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die mit der Messkammer verbundene Ventlleinrichtung mit einer Unterdruekeueila verbunden ist, die zur Einstellung des Drucks in der Messkammer dient« Eine derartige Unterdruckqueile ermöglich es somit, vor der eigentlichen Messung bei geöffneter Ventileineinrichtung in der Messkammer einen bestimmten Unterdrück in der Messkammer einzustellen, der typischerweise bis etwa G,6bar Absolutdruck in der Messkammer betragen kann. Ein derartiger Unterdrück kann haispielweise bei einem (simulierten) Einbau des Gasinjektors in einem Saugrohr aufiretan, Andererseits ermöglicht es die erfindungsgemäße Verrichtung bei geschlossener Ventlleinrichtung beispielsweise durch eine bestimmte Anzahl von Gaseinbiasungen durch den Gasinjektor, in dar Messkammer vor der eigentlichen Messung einen bestimmten Überdruck einzustellen« Es können somit die im Einbaufell in einer Brennkraftmaschine auftretenden Gegendrücke an der Auslessseite des Gasventiis simuliert bzw. eingestellt werden. So kann es beispielsweise bei einem simulierten Einbau des Gasinjektors« der dazu ausgebildet ist, direkt in den Brennraum eines Zylinders einzubiasen, vorgesehen sein, in der Messkammer einen Absolutdruck zwischen Ibar und ISÖbar einzusfellen.

Daher beträgt in bevorzugter Variationsbreite der einstellbaren Drücke in der Messkammer dieser zwischen 0,5 bar und 1 Söbar absolut, je nach simulierter Einbausituation. Dadurch werden die typischerweise während realer Einbaubedingungen eines Gasinjektors in einem Saugrohr bzw. einem Zylinder in einer Brsnnkraffmaschine herrschenden Drücke simuliert.

Um über eine bestimmte Anzahl von Gaseinblasungen durch den Gasinjektor Durchschnittswerte der in die Messkammer eingeblasenen Menge sowie eine durchschnittliche Druckerhöhung zu ermitteln, kann es vorgesehen sein, dass die

Ventileinrichtung zumindest mittelbar mir einer Messeinrichtung zur Messung des aus der Messkammer abströmenden Gases gekoppelt ist.

Einen weiteren Aspekt der Erfindung betrifft die vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der der Einlassbereich des Gasinjektons mit einer Druckkammer zur Versorgung des Gasinjektors mit Gas verbunden ist, wobei die Druckkammer mit einer Versorgungsquelle für das Gas gekoppelt ist. Mittels einer derartigen Druckkammer lässt sich der Gasinjektor mit einem Gas versorgen, dessert Parameter (irrsbesondere Druck und Temperatur) sehr genau vorgegeben werden können, wodurch die Messergebnisse sehr genau reproduziert werden können, Insbesondere ist es zur korrekten Berechnung der Einblasmasse heim Gasinjektor wichtig., die Parameter des Gases zu Kennen, mit dem der Gasinjektor versorgt wird.

Hierzu ist es in einer Weiterbildung der zuletzt genannten Druckkammer vorgesehen, dass die Druckkammer zweite Meßmittel zur Erfassung zumindest des in der Druckkammer herrschenden Drucks und der Temperatur aufweist. Derartige zweite Messmittel können ebenso wie die ln der Messkammer vorgesehenen ersten Messmittel beispielsweise herkömmliche Temperatursensoren oder Drucksensoren aufweisen, oder aber auch Ültraschailsensoren, mittels derer die Schallgeschwindigkeit des Gases und daraus wiederum die Parameter des Gases bestimmt werden können.

Da eine derartig ausgebildete Vorrichtung diverse Möglichkeiten zur Veränderung der Parameter aufweist, beispielsweise des Drucks und der Temperatur des Gases in der Druckkammer zur Versorgung des Gasinjektors mit dem Gas sowie die Einstellung des Drucks in der Messkammer über die ünterdruckeinrichtung und die Ventiieinrichtung, ist es in einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine (zentrale) Steuer- und Auswerteeinrichtung zur Ansteuerung dos Gasinjektors, zur Auswertung der vor und nach dem Bnblasvorgang des Gasinjekiors herrschenden Parameter und zur Ansieuerung der Unterdruckeinrlchtung und der VersorgungsqueOe aufweist. In diesen? Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass es zur genauen Erfassung der Temperatur und des Drucks sn der Messkammer vor und nach dem Einbiasvorgang notwendig ist, beispielsweise den Druck und die Temperatur möglichst unmittelbar während bzw. nach dem Einblasvorgang in dar Messkammer zu erfassen. Typlscherweise sollte elf'!© derartige Messung beispielsweise im Bereich von 1ms bis 4ms erfolgen können, um einen hinreichend genauen Wett für die Temperatur bzw. den Druck In der Messkammer ermitteln zu können.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Möglichkeit, die Vorrichtung nicht nur zu experimentellen Zwecken bzw. im Rehmen von Prüflabors verwenden zu können, sondern beispielsweise in der Serienfertigung von Gasinjektcren bei der Auswahiprüfung von gefertigten Gasinjektoren. Hierzu ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass Mittel zur automatisierten Kopplung des Gasinjekiors mit der Messkammer und der Druckkammer vorgesehen sind. Derartige Mittel können beispielsweise in der Verwendung von Werkstückträgern bestehen, über die ein Gasinjektor {automatisiert} der Prüf-bzw, Messvorrichtung zugeführt und mit dieser eingangsseitig und ausgangsseitig gekoppelt wird.

Da, wie oben erläutert, die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich zum Prüfen/Testen unterschiedlichster Gasventile geeignet ist. die je nach Einsatzzwack pro Einblasvorgang unterschiedliche Einblasvolumina aufweisen, betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung die Anpassung der soweit beschriebenen Vorrichtung an das jeweils zu überprüfende Gasventii. Ziel hierbei ist es. eine hochgenaue Einzelmengenmessung über einen sehr großen Messbereich darsteilen zu können. Vor diesem Hintergrund betrifft eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung einen moduiartigen Aufbau der Messkammer, mittels dessen ein Messkammervolumen an den jeweils zu testenden Gasinjektcr optimal anuepassl werden kann. Insbesondere ermöglicht es sin derartiger moduiartiger Aufbau der Messkammer, unter Verwendung von Gieichteiien das Messkammervolumen durch zusätzliche Messkammereiemente auf besonders einfache Art und Weise zu vergrößern bzw, zu erweitern. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Messkammer aus mehreren, modulartig zusammensetzbaren Messkammerelementen besteht, wobei in Abhängigkeit der verwendeten Messkammerelemente und/oder deren Anzahl das Messkamrnervolumen veränderbar ist. Unter modulartig zusammensetzbaren Messkammerelementen werden dabei Messkammarelamante verstanden, die unter Verwendung üblicher Befestigungselemente sich einfach miteinander verbinden bzw. austauschen lassen. Auch sollen diese vorzugsweise standardisierte mechanische Schnittstellen sufweisen, um den Umbau bzw. die Anpassung der Messkammer zu erleichtern. Zur Sicherstellung der Dichtheit nach dem Ausbilden des gewünschten Messkammervofumens kann es dabei insbesondere auch vorgesehen sein, dass zwischen den einzelnen Messkanmereiementen Dichtelemente bzw, Abdichtmaßnahmen angesrdnet bzw. vorgesehen sind.

Unabhängig von dem jeweils spezifisch ausgebildeten Messkammervoluroen ist es in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Messkammer, die es ermöglicht, stets zumindest teilweise gleiche Mssskammereiemente zu yerwend&r, vorgesehen, dass die Messkammer zumindest ein erstes Messkammerelement zur Ausbildung eines Anschlusses für den Gassnjektor und ein zweites Messkammerelement zur Ausbildung eines MessKammerauslesses aufweist, wobei das zweite Messkammerelement zumindest mittelbar mit der Ventilsinrichtung verbunden ist Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das erste und/oder zweite Messkammereiement derart ausgebildet isl'sind, dass diese zur Anordnung der ersten Messmltiel dienen.

Um möglichst genaue Messergebnisse zu erhalten, hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft harausgesiaiii, wann die Messkammer eine möglichst hohe Eigenfrequenz aufweis?. Eine derartig möglichst hohe Eigenfrequenz lässt sich dadurch erzielen, dass das Höhen-/Sreitenverhältnis des innenraums der Messkammer möglichst 1 ,Ö entspricht.

Die Erfindung umfasst darüber hinaus ein Verfahren zur Durchfiussmessung eines Gasinjektors mittels einer soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei das Verfahren zumindest felgende Schritte aufweist:

Zunächst wird der Gasdruck in der Messkammer auf einen gewünschten Wert (Unterdrück oder Überdruck) eingestellt. Danach erfolgt ein vollständiges Schließen der Ventiieinrichtung an der Messkammer. Anschließend erfolgt mindestens ein Einbissvorgang ln die Messkammer durch den Gaslnjektor. Hierbei werden zumindest der Druck und die Temperatur (unmittelbar) vor und nach dem Einblasvorgang in die Messkammer erfasst. Mittels der erfassten Werte wird die während des mindestens einen Einbiasvargangs in die Messkammer durch den Gaslnjektor eingeblasene Gasmasse gemäß der Formel:

bestimmt, wobei

Pa ™ Druck nach der Einblasung P1 ™ Druck vor der Einblasung 12 ~ Absolute Temperatur nach der Einblasung Tt ~ Absolute Temperatur vor der Einblasung Rs2~ Spezielle Gaskonstante nach dar Einblasung Rs1~ Spezielle Blaskonstante vor der Einblasung V2 ~ Kammervolumen nach der Einblasung VI ~ Karnmervolumen vor der Einblasung.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, das insbesondere dazu geeignet ist, statistische Abweichungen einzelner Einblasvorgänge aufzuzeigen bzw. zu ermitteln, ist, es vorgesehen, dass nach einem Einblasvorgang die Ventileinrichtung geöffnet und anschließend wieder vollständig geschlossen wird, so dass nach dem Verschließen der Ventlleinrlcntung den vor dem Einblasen zunächst eingestellte Gasdruck in der Messkammer wieder eingestellt ist

Die soweit beschriebene Vorrichtung ist auch dazu in der Lage, den während eines einzigen Einblasvorgange auftretenden zeitlichen Druckverlauf und die Einbissmenge zu ermitteln. Hierzu Ist es Verfahren vorgesehen, bei dem während und nach einem Einblasvorgang dar Druck und die Temperatur in der Messkammer (10) kontinuierlich erfasst werden, und dass die zum Zeitpunkt x augenblickliche Einblasmasse des Gasinjektors {1} nach folgender Formel ermittelt wird:

Mit: px - Druck nach der Einblasung zum Zeitpunkt x P-i ~ Druck vor der Einblasung Τχ ~ Absolute Temperatur zum Zeitpunkt x T: ” Absolute Temperatur vor der Einblasung

Rx ~ Spezielle Gaskonstante zum Zeitpunkt x Rs1 ~ Spezielle Glaskcnstarste vor der Einblasung \f2 ~ Kammsrvoiumen zum Zeitpunkt x VA ~ Ksmmervclumen vor der Einblasung

Da insbesondere die mehrfache Erfassung der Temperatur in der Messkammer während eines einzelnen Einbiasvorgangs sehr schwierig ist, kann es in Weiterbildung des zuletzt beschriebenen Verfahrens vorgesehen sein, dass die zu einem Zeitpunkt x in der Messkammer herrschende Temperatur anhand einer von den Temperaturen vor und nach dar Einblasung sowie den Drücken vor und nach der Einblasung sowie zu einem Zeitpunkt x während der Einblasung abhängigen Funktion berechnet wird.

Um weiterhin auf besonders einfache Art und Weise Durchschnittswerte der Menge einer einzelnen Gaseinbiasung ermitteln zu können, insbesondere, wenn eine Messung der Temperatur nicht erfolgen kann, ist es vorgesehen, dass die nach jedem Einblasvorgsng aus dar Messkammer ausgeleitete Gasmenge des Gasiniektors von der Messeinrichtung erfasst wird, und dass nach einer bestimmten Anzahl von Einbiasvorgängen des Gasinjektors aus der von der Messeinrichtung erfassten Gesamtmenge des aus der Messkammer ausgeleitetsn Gases und aus der Anzahl der Druckanstiege in der Messeinrichtung auf eine durchschnittliche Einblasmenge während einer Einblasung geschlossen wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.

Diese zeigt in:

Fig, 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchfiussmessung eines Gasinjektors,

Fig., 2 und

Fig, 3 jeweils in vereinfachtem Längsschnitt, einen schematischen

Aufbau einer modulartigen Messkammer mit unterschiedlichen Messkammervolumina und

Fsg. 4 und

Flg. 5 Teiilängsschnitte durch weitere, unterschiedlich ausgebildete, modulartige Messkammem,

Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bszugsziffern versehen. in der Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung 100 zur Durchflussmessung »der bei wenigstens einem Einblashub von einem Gasinjektor 1 abgegebenen Gasmasse dargestelit. Bei dem Gasinjektor 1 handelt es sich insbesondere um einen Gasinjektor 1, wie er bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen zum Antrieb des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann, wobei der Gasinjektor 1 iypischerweise im Ansaugbereich eines Zylinders vor dem Einlassventil im Bereich eines Saugrohrs angeordnet ist.

Die Vorrichtung 100 umfasst eine Messkammer 10 mit einem Innenraum 11, der zumindest mittelbar mit dem Ausiassbereich des Gasinjektors 1 gekoppelt ist, derart, dass die während des wenigstens einen Einblasvorgangs bzw, Einbiashubs durch den Gasinjektor 1 abgegebene Gasmenge in den Innenraum 11 der Messkammer 10 einströmt, innerhalb des Innenraums 11 sind erste Messmittei 12, umfassend zumindest einen Drucksensor 13 sowie einen Temperatursensor 14, sowie ggf. weitere Sensoren 15, beispielsweise ausgebildet als Uitrsschalisensoren, angeordnet. Die ersten Messmittel 12 sind Ober eine Eingangsleltung 18 mit einer zentralen Steuer» und Auswarteeinheit £0 gekoppelt. Darüber hinaus ist die Messkammer 10 mit einer Ventiisinrichtung 18 verbunden, die eine Verbindung zum Innenraum 11 der Messkammer 10 ausbildet.

Auf der der Messkammer IG bzw. dem innenraum 11 abgewandten Seite der Ventiieinrichtung 18 sind in Wirkverbindung mit der Ventiisinrichtung 18 optional eins über eine Leitung 21 mit der Steuer- und Auswerteeinheit 20 verbundene Messeinrichtung 22 zur kontinuierlichen Erfassung der Drucke und dar Mengen vor? aus der Messkammer 10 ausgeieiteten Gasen und eine ünterdruckeinrichtung 25 angecrdnet, wobei letztere beispielhaft weitere Sensoren 26 zur Druck- und/cder Temperaturerfassung aufweist, und wobei die weiteren Sensoren 26 über eine Leitung 27 ebenfalls mit der Steuer- und Auswerteeinheit 20 gekoppelt sind. Die Ventileinrichtung 18 bzw, deren Querschnitt ist veränderbar ausgebildst, derart, dass die Ventiieinrichtung 18 vollständig verschließbar Ist, um ein Entweichen von Gas aus der Mssskammsr 10 zu vermeiden. Darüber hinaus ist die Ventiieinrichtung 18 bzw. deren Querschnitt derart variierbar. dass bei einer Betätigung bzw, einer Aktivierung der ünterdruckeinrichtung 25 bei zumindest teilweise geöffneter Ventiieinrichtung 18 in der Messkammer 10 beispielsweise ein Unterdrück von maximal 0,5 bar absolut eingestellt werden kann.

Der Gasinjektor 1 ist über eine Ansleuerieitung 2 ebenfalls mit der (zentralen) Steuer- und Auswerteeinheit 20 gekoppelt, derart, dass die Betätigung bzw. Ansteuerung des Gasinjekiors 1 mittels der Steuer- und Auswerteeinheit 20 erfolgt.

Der Gasinjektor 1 kann mit Mitteln 50, Insbesondere in Form eines Werkstückträgers sowie nicht dargesteiüen Verbindungsmitteln gekoppelt sein, die einen Gasinjektor 1 automatisiert mit der Messkammer 10 sowie der

Druckkammer 30 verbinden.

Eingangsseitig ist der Gasinjektor 1 mit einer Druckkammer 30 gekoppelt, die den Gasinjektor 1 mit dem Gas versorgt. Hierbei -st die Druckkammer 30 wiederum in Wirkverbindung einer Verscrgungsquelle 31 verbunden. Die Versorgungsqueile 31 ist über eine Ansteuerleitung 32 von der Steuer- und Auswertesinheit 20 ansteusrbar, um den in den Innenraum 33 der Druckkammer 30 herrschenden Druck des Gases zu beeinflussen. Mittels der Druckkammer 30 wird der Gasinjektor 1 mit unter Druck stehendem Gas versorgt, innerhalb des Innenraums 33 der Druckkammer 30 sind darüber hinaus zweite Messmlitel 34, umfassend zumindest einen Temperatursensor 35 und einen Drucksensor 36 angeordnet. Darüber hinaus können weitere Sensoren 3?', beispielsweise in

Form von Ultraschalisensoren, vorgesehen sein. Die zweiten Mess mittel 34 sind über eine Eingangsleitung 38 mit der Steuer- und Auswerteeinheit 2D verbunden.

Sei der Messung der von dem Gasinjektor 1 in die Messkammer 10 eingeblasenen Gasmesse wird über die Ventiiein.nchtung 18 und die Ünterdruckquelle 25 in der Messkammer 10 bzw, deren Innenraum 11 ein bestimmter (Anfangs-) Druck eingestellt. Darüber hinaus wird über die Druckkammer 3ö der Gasinjektor 1 mit Gas mit bekannter Temperatur und bekanntem Druck versorgt. Unmittelbar vor dem Einbiasvorgang des Gesinjektors 1 in den innenraum 11 der Messkammer 10 wird mittels der ersten Messmittei 12 der Druck und die Temperatur des in dem Innenraum 11 befindlichen Gases erfasst und der Steuer- und Auswerteeinhsif 20 als Eingangsgröße zugeführt. Ebenso wird nach Ende des Einblasvorgangs des Gases durch den Gasinjektor 1 in die Messkammer 10 der Druck sowie die Temperatur in dem innenraum 11 der Messkammer 10 erfasst und der Steuer-und Äuswerteeinheit 20 als Eingangsgröße zugeführt. Diese berechnet die Messe m das von dem Gasinjektor 1 eingebiasenen Gases anhand folgender Formei:

Mit: p2 ~ Druck nach dar Einblasung P1 ~ Druck vor der Einblasung 12 = Absolute Temperatur nach dar Einblasung Ϊ1 ~ Absolute Temperatur vor der Einblasung Rs2~ Spezielle Gaskonstante nach der Einblasung Rs1~ Spezielle Glaskonstante vor der Einblasung V2 ~ Kammervolumen nach der Einblasung VI ~ Kammervolumen vor der Einblasung.

Nach der Messung wird das in die Messkammer 10 von dem Gasinjektor 1 eingeblasene Gas über sin öffnen der Ventileinrichtung 18 aus der Messkammer 20 und ggf. über die Messeinrichtung 22 ausgeleitet. Durch zeitgerechtes erneutes vollständiges Schließen der Veniileinnohfung 18 wird der gewünschte

Anfangsdruck in dar Messkammer 20 für die nachfolgende Messung eingestellt. Für den Fell mehrerer Messungen läse! sich initials dar Messeinrichtung 22 über eine Division durch die Anzahl der Messzyklen ein von dem Gasinjektor 1 in die Mssskammer 20 eingeblasenes durchschnittliches Gasvoiumen bzw. eine entsprechende Gasmasse berechnen, ebenso wie eine durchschnittliche Druckerhöhung.

In den Fig. 2 und 3 ist jeweils eine Messkammer 10a dargestelii, die aus modulartig zusammensetzbaren Messkammersiementen 51 bis 54 besteht Dabei umfasst die Messkammer 10a zumindest ein erstes Messkammerelement 51. das dazu ausgebildet ist. mit dem Gasinjektor 1 verbunden zu werden bzw. einen Anschluss für den Gasinjektor 1 aufweisl. Weiterhin umfasst die Messkammer 10a ein zweites Messkammerelement 52, im dargesteilten Ausführungsbeispiel in Form eines Rings, das dazu ausgebildet ist, zumindest mittelbar mit der Veniileinrlchtung 18 verbunden zu werden. Ein drittes Messkammereiement S3 ist auf der dem ersten Mssskammerelement 51 gegenüberliegenden Seite angeordnet und biidet einen Boden bereich der Messkammer 10a aus. Darüber hinaus weist die Messkammer löa der Fig. 3 oberhalb und unterhalb des zweiten Messkarnmereiemenis 52 jeweils ein viertes Messkammerelement 54 auf, das mit Ausnahme des fehlenden Anschlusses bzw. Auslasses zur Ventilelnrichtung 18 identisch zu dem zweiten Messkammerelement 52 ausgebildet ist. Während die Messkammer 10a gemäß der Fig. 2 einen Innenraum 11a ausbildet, der in etwa kugelförmig ausgebildet ist, ist der innenraum 11a der Messkammer 10a der Fig. 3 in etwa zylindrisch ausgebildet. Der Innenraum 11a weist dabei eine Höhe h und Breite b auf. Insbesondere ist das Höhen-/öreitenverhäiinis des Innenraums 11a bei der Messkammer 10a gemäß der Fig, 2 in etwa 1,0,

In den Fig, 4 und 5 sind weitere Messkammern 10b, 10c mit Innenräumen 11b. 11c dargesieiit Während die Messkammer 10b gemäß der Fig, 4 aus den Messkammerelementen 61 b bis 54b einen Innenraum 11b ausbildet, der in .Art zweier, gegeneinander angeordneter Halbkegei besteht, weist der Innenraum 11c der Messkammer 1öc der Fig, 5, die aus den Messkammerelementen 51c bis 54c ausgebildet ist, an den jeweiligen Messkammerelementen 51c bis 54o jeweils konkav ausgebildete Flächen SS auf. Dadurch wird ein in etwa kugelförmiger innanraum 11c an der Messkammer 1öc ausgebiidet.

Die soweit beschriebene Vorrichtung 100 kann in vielfältiger Art und Welse abgewandelt bzw. modinslert warden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

So Ist es beispielsweise bei Gasinjektoren 1, die zur Direkteinblasung in einen Zylinder vorgesehen sind, nicht erforderlich, eine Unterdruckeinrichtung 25 vorzusehen. Ebenso kann bar Verzicht auf Durchschnittswerte auf die Messeinrichtung 22 verzichtet werden. Darüber hinaus kann durch eine kontinuierliche Messung des Drucks (und, falls möglich dar Temperatur) in der Messkammer 20 der zeitliche Verlauf des Einblasdrucks und der Einbiasmenge wahrend einer einzigen Einblasung durch den Gasinjektcr 1 bestimmt werden.

Claims (14)

1. jfiy^iqHsprüche

   1. Vorrichtung (1 OG) zur Durchfiussmessung eines Gasinjektors (1}; mit einer Messkammer (10; 10a; 1Öb; 10c) zur zumindest mittelbaren Anordnung eines Auslassbereichs eines Gssinjektors (1), mit einer mit der Messkammer (10; 1Qa; 10b. 10c) verbundenen Vsntiieinnchtung (18). mittels der ein Auslassquerschnitt der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) und der in der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) herrschende Druck einstellbar ist, und mit amten Meßmitteln (12) zur Erfassung von In der Mfesskammer (10; 10a; 10b; 10c) herrschenden Parametern des Gases, dadurch gekennzeichnet, dass die Vsniiieinrichtung (18) dazu ausgebildet ist., den Auslassquersch nitt der Messkammer (10; 10a; 10h; 10c) vollständig au verschließen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; dass die Ventileinrichtung (18) mit einer Unierdruckelnrichtung (25) verbunden ist, die zur Einstellung des Drucks in der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) dient.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass hie Ventiielnrichtung (18) zumindest mittelbar mir einer Messeinrichtung (22) zur Messung des aus der Messkammer (10; 10s; 1öb; 10c) abströmenden Gases gekoppelt ist.
4. 4. Verrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Messkammer (10; 10a; 1öb; 10c) zwischen 0,5bar und 3bar und/oder zwischen Ibar und ISObar einstellbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem dar Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einiassbereich des Gasinjektors (1) mit einer Druckkammer (3D) zur Versorgung des Gasinjektors (1) mit Gas verbunden ist, und dass die Druckkammer (30) mit einer Versorgungsqueile (31) für das Gas gekoppelt ist,
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckkammer (30) zweite Meßmittel (34) zur Erfassung zumindest des in der Druckkammer (30) herrschenden Drucks und der Temperatur vorgesehen sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sine Steuer- und Auswerteeinrichtung (20) zur Ansteuerung des Gasinjektors (1), zur Auswertung der vor und nach dem Einbiasvorgang des Gasinjektors (1) in der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) herrschenden Parametern des Gases und zur Ansteuerung der Unterdruckeinrichtung (26) und der Versorgungsqueile (31) vorgesehen ist.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7. dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (50) zur automatisierten Kopplung des Gasinjektors (1) mit der Messkammer (10; 10a: 10b; 10c) und der Druckkammer (30) vorgesehen sind. S. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (10a; 10b; 10c) aus mehreren, modulariig zusammensetzbaren Messkammereiementen (51; 51b; 51 c, 52; 52b; 52c, 53; 53b; 53c, 54; 54b; 54c) besteht, wobei in Abhängigkeit der verwendeten Messkammereismente (51; 51b; Sie, 52; 52b; 52c, S3; 53b; 53c, 54; 54b; 54c) und/oder deren Anzahl das Volumen der (10a; iöb; 1öc) veränderbar ist.
8. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet dass die Messkammer (10a; 10b; 10c) zumindest ein erstes Messkammerelement (51; 5b; 5c) zur Ausbildung eines Anschlusses für den Gasinjektor (1) und ein zweites Messkammereiement (52; 52b; 52c) zur Ausbildung eines Messkammerausiassss autweisi, wobei das zweite M esska rnmereiement (52; 52b; 52c) zumindest mittelbar mit der Ventiieinnchtung (18) verbunden ist
9. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet dass der vorzugsweise zumindest naherungsweise zylindrisch oder kugelförmig ausgebildete Innenraum (11a; 11b; 11c) der Messkammer (10a; 10b; 10c) ein Höhen/Breitenverhältnis zwischen 0,5 und 1,5, vorzugsweise 1,0 aufweist
10. 12. Verfahren zur Durchfiussmessung eines Gasinjektors (1) mittels einer Vorrichtung (100), die nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist, umfassend zumindest folgende Schritte: - Einsfeilen eines Gasdrucks in der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) - vollständiges Schließen der Ventiieinnchtung (18), so dass kein Gas aus der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) entweichen kann - Durchführen mindestens eines Einblasvorgangs in die Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) durch den Gasinjektor (1) - Erfassen zumindest des Drucks und der Temperatur vor und nach dem wenigstens einen Einblasvorgangs in der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) - Durchführen einer Berechnung zur Bestimmung der während des wenigstens einen in die Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) durch den Gasinjektor (1) eingebiasenen Gasmasse nach folgender Former.

    Mit; pj ~ Druck nach der Einblasung P, ~ Darck vorder Einblasung T; ~ Absolute Temperatur nach der Einblasung T-ι ~ Absolute Temperatur vor der Einblasung Rsä™ Spezielle Gaskonstante nach dar Einblasung Rs1“ Spezielle Glaskonstante vor der Einblasung V* ~ Kammervolumen nach der Einblasung V« ~ Kammervolumen vor der Einblasung
11. 13, Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Einblasvorgang die Ventllelndchtung (18) geöffnet und anschließend wieder vollständig geschlossen wird, so dass nach dem Verschließen der Vaniiiemrichtung (18) den vor dem Einbiesen zunächst eingestellte Gasdruck in der Messkammer (10; 1Öa; 1öb; 10c) wieder eingestellt ist.
12. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor. während und nach einem Einbiasvorgang der Druck und die Temperatur ln der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) kontinuierlich erfasst werden, und dass die zum Zeitpunkt x augenblickliche Einbiasmasse des Gasinjektcrs (1) nach folgender Formel ermittelt wird.

    Mit: px = Druck nach der Einblasung zum Zeitpunkt x Pi ™ Druck vor der Einblasung Tx~: Absolute Temperatur zürn Zeitpunkt x T; ~ Absolute Temperatur vor der Einblasung Rx™ Spezielle Gaskonstante zum Zeitpunkt x Rs!” Spezielle Glaskonetante vor der Einblasung V2 - Kammervolumen zum Zeitpunkt x Vt ~ Kammervolumen vor der Einblasung
13. 15. Verfahren nach Anspruch 14. dadurch gekennzeichnet, dass die zu einem Zeitpunkt x in der Messkammer (10; 10a; 10b; 10c) herrschende Temperatur (Tx) anhand einer von den Temperaturen (Τ,Τϊ) vor und nach der Einblasung sowie den Drucken (p^, p2l px) vor und nach der Einblasung sowie zu einem Zeitpunkt x während der Einblasung abhängigen Funktion berechnet wird.
14. 18. Verfahren zur Durchfiussmessung eines Gasmjeklors (1) mitteis einer Vorrichtung (1öö), die nach einem der Ansprüche 3 Pis 11 ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet dass die nach jedem Einbiasvorgang aus der kfesskammet {10; 10a; 10b; 10c) ausgeleitete Gasmenge des Gasinjektors (1) von der Messeinnchiung {22} erfasst wird, und dass nach einer bestimmten Anzahl von Einbfasvorgängen des Gssinjektors (1) aus der von der Messeinrichtung (22) erfassten Gesamtmenge des aus der Messkammer (10; 10a; löb; 1öc) ausgeieiteten Gases und aus der Anzahl der Druckanstiege in der Messeinrichtung (22) auf eine durchschnittliche Einblasmenge während einer Einblasung geschlossen wird.