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Fehlerbereinigte Messwerte.

Temperaturkompensation.

Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf.
Wird die Temperaturdifferenz zwischen der Kraftstoffvor- und Rückleitung nicht beachtet, ist der Messwert falsch. Bei den meisten Dieselmotorenanlagen ist das Niederdruck-Kraftstoffsystem als Ringleitung ausgeführt. So wird sichergestellt, dass auch bei schnellen Lastwechseln der Motoren genügend Kraftstoff zur Verfügung steht. Zudem werden die Leitungen gespült, um zur Einspritzung Kraftstoff ohne Ausgasungen sicher zu stellen. Die kinetische Energie des rückströmenden Kraftstoffes beim Absteuern der Einspritzpumpenkolben, die Reibung der Einspritzpumpenkolben und die Strahlungshitze des Motors sind die Gründe für eine höhere Kraftstofftemperatur im Rücklauf.

Temperaturdifferenzen bis zu 60 °C sind die Praxis. Der Kraftstoff dehnt sich mit zunehmender Temperatur aus. Das Volumen ändert sich.

Die KRAL Kraftstoffverbrauchsmessung misst die Temperaturen im Vor- und Rücklauf. Die Temperaturkompensation stellt sicher, dass die Differenz zwischen Vor- und Rücklaufmenge bei exakt gleicher Temperatur berechnet wird. Nur so ist höchste Messgenauigkeit garantiert.

Dichtetabellen von Kraftstoffen (DIN 51757, Verfahren B).
TρLFO(T)ρHFO(T)rel. Fehler LFOrel. Fehler HFO
[°C][kg/m³][kg/m³][%][%]
20906,5976,30,03,2
40892,5961,3-1,51,6
60878,6946,2-3,10,0
80864,4930,9-4,6-1,6
100850,2915,6-6,2-3,2
120835,9900,2-7,8-4,9

Erstaunlich große Auswirkung.
Der Einfluss der Temperaturdifferenzen auf die Messgenauigkeit des Gesamtsystems ist unerwartet groß. Die Dichtetabelle zeigt, dass die Kraftstoffdichte pro 20 °C Temperaturerhöhung um ca. 1,5 % abnimmt. Bei einer LFO-Anlage mit 40 °C Temperaturunterschied sind das ca. -3,1 %. Die Gauß´sche Fehlerfortpflanzung ergibt für die Differenzmessung im Gesamtsystem einen Fehler von 8,5 %. Bei HFOAnlagen kommen trotz Kraftstoffvorheizung im Boostermodul 20 °C Temperaturdifferenz und ein Dichteunterschied von ca. -1,6 % vor. Das ergibt einen Systemfehler von 5 %. Genaue Messungen erfordern hochpräzise KRAL Durchflussmessgeräte mit Temperaturkompensation.

 
Temperaturabhängige Volumenausdehnung.
Druckpulskompensation.

Variationen der Fließgeschwindigkeit.
Der Kraftstoff fließt nicht ruhig durch die Leitungen. Er pulsiert und kann sogar kurz seine Fließrichtung ändern. Wird dieser Effekt nicht berücksichtigt, ist der Verbrauchsmesswert falsch. Die Einspritzpumpen sind die Ursache der Druckpulse. Der Pumpenkolben schließt bei seiner Aufwärtsbewegung das Volumen oberhalb des Pumpenkolbens. Der Kraftstoff wird im Druckraum bis zum Einspritzdruck von ca. 1.500 bar komprimiert. Das Ende der Einspritzung ist erreicht, wenn die Steuerkante des Pumpenkolbens die Kraftstoffleitung wieder freigibt. Dann schießt ein Kraftstoffstrahl unter hohem Druck zurück in die Kraftstoffleitung. Eine Druckwelle in der Zu- und Rückleitung ist die Folge. Der Kraftstoff wird beschleunigt. Die präzise gefertigten Messspindeln der KRAL Durchflussmessgeräte folgen schnell den Änderungen der Kraftstoff-Fließgeschwindigkeit.

Umkehr der Fließrichtung.
Bei seiner Abwärtsbewegung saugt der Pumpenkolben an der Flüssigkeitssäule. Dadurch entsteht ein Unterdruck. Wenn der Pumpenkolben bei seiner Abwärtsbewegung die Kraftstoffleitung wieder freigibt, füllt sich der Druckraum auf Grund des Unterdrucks schnell mit Kraftstoff. Der einströmende Kraftstoff beschleunigt den Vorlauf und reduziert den Rücklauf. In der Rückleitung kann es zu einer Umkehr der Fließrichtung kommen. KRAL Durchflussmessgeräte  messen prinzipbedingt in beide Richtungen. Mit einem zweiten Sensor lässt sich die Drehrichtung der Spindeln und damit die Fließrichtung erkennen. KRAL subtrahiert in den Elektronikeinheiten BEM 300 und BEM 500 die Rückflussmengen. Zur exakten Messung der geringen Rückflüsse sind hochgenaue Durchflussmessgeräte erforderlich. KRAL Durchflussmessgeräte  messen korrekt und präzise.

Pumpenkolben der Einspritzpumpe.
Druckmessung im Niederdruck-Kraftstoffsystem.
 

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