Die Förderung umweltfreundlicherer Mobilität macht Verbrennungsmotoren zu einem ständigen Fokus der Hersteller und Regierungen. Da der Kraftstoffverbrauch direkten Einfluss auf die Umweltverträglichkeit hinsichtlich CO₂-Emissionen, NOX, Feinstaubemissionen und so weiter hat, wurden neue Regelwerke im Rahmen des Worldwide harmonized Light-duty vehicles Test Procedure (WLTP) und Real Driving Emissions (RDE) definiert.
Die neuen Vorschriften verlangen von den Herstellern die Implementierung von OBFCM (On-Board Fuel Consumption Monitoring)-Systemen, deren Genauigkeit der simulierten Verbrauchswerte besser als +/- 5 % im Vergleich zur realen Messung sein muss. Die aktuellen konformen Tests werden unter realen Fahrbedingungen mit Kraftstoffdurchflussmessern im Kraftstoffverteiler durchgeführt.
Heutige Automobilhersteller verlassen sich hauptsächlich auf simulierte Daten zur Bestimmung oder Schätzung des Kraftstoffverbrauchs. Diese Methode liefert zwar eine Indikation innerhalb eines großen Bereichs unter idealen Betriebsbedingungen, die in der Praxis kaum erreichbar sind.
Die Allengra-Lösung eines dedizierten On-Board-Kraftstoffüberwachungsgeräts minimiert den Einfluss externer Faktoren wie:
- Druckschwankungen
- Kraftstoff- und Umgebungstemperatur
- Kraftstoffspezifikation und -qualität
- Allgemeiner Systemverschleiß oder Alterung
Die gängigen Messtechnologien, die zur Kraftstoffmessung verwendet werden können, sind:
- Mechanische Durchflussmesser
- Vortex-Durchflussmesser
- Differenzdruck-Durchflussmesser
- Coriolis-Durchflussmesser
- Ultraschall-Durchflussmesser
Das Ultraschallprinzip hebt sich als idealer Kandidat hervor und hat sich bereits als Standardlösung im Motorsport zur Leistungsbalance (BoP) etabliert. Andere Technologien scheitern technisch und/oder kommerziell aufgrund von Genauigkeit, Größe, Eignung für den Einbau im Fahrzeug, Vibrationsbeständigkeit, Lebensdauer, Einfluss auf die Motorfunktionalität oder Preis.
PUM Kraftstoff-Durchflussmesser
Die wichtigsten Vorteile des Ultraschallprinzips sind:
- Hohe Genauigkeit
- Berührungslose Messung
- Keine beweglichen mechanischen Bauteile
- Großer Messbereich (niedrige und hohe Durchflüsse)
- Hohe Messfrequenz
- Für den Einbau im Fahrzeug geeignet (vibrations- und umweltbeständig)
- Skalierbar
Dank der Vielseitigkeit des Ultraschallprinzips kann es kompakt und kosteneffizient für die Massenproduktion gefertigt werden, sodass jedes Fahrzeug ab Werk mit einem On-Board-Kraftstoffdurchflussmesser ausgestattet werden kann. Dies ermöglicht dem Nutzer einen realen Kraftstoffverbrauch und ein besseres Verständnis der RDE.
Mit über einem Jahrzehnt Erfahrung ist Allengra der bevorzugte Hersteller von Ultraschall-Kraftstoffdurchflussmessern. Ein verfeinertes Laufzeitmessprinzip bildet die Grundlage der Ultraschallmessung, kombiniert mit anderen Technologien, um der Automobilindustrie genau das zu bieten, was sie braucht.
Aufgrund der vielen ICE-Konfigurationen und -Topologien sowie unterschiedlichen Messstellen mit spezifischen Betriebsbedingungen muss die Messtechnologie eine hohe Flexibilität bieten. Unsere proprietäre Technologie weist daher unter anderem folgende Highlights auf:
1. Drücke
- Bis zu 20 bar Überdruck nach der Niederdruckpumpe oder Kraftstoffversorgungssystemen speziell für Motorräder
- Bis zu 2200 bar Überdruck nach der Hochdruckpumpe zur Überwachung des Kraftstoffeinspritzprozesses
2. Mediumtemperaturen
- Von -40 °C bis 100 °C unter normalen Betriebsbedingungen
- Kryogene Anwendungen (z. B. flüssiger Wasserstoff) oder hohe Temperaturen bis 240 °C unter Sonderbehandlung möglich
3. Umgebungstemperaturen
- -40 °C bis 125 °C, geeignet für harte Winter und Einbau nahe am Motor oder anderen Wärmequellen
4. Vibrationen
- Entspricht ISO 16750 und IEC 60068 Normen
5. Messbereich
- Messung von 0 ml/min bis 8000 ml/min mit hoher Präzision
- Andere Durchflussbereiche auf Sonderwunsch
6. Messfrequenzen
- Bis zu 1 kHz für konventionelle Kraftstoffdurchflussmesser
- Bis zu 6 kHz für motorsportspezifische Durchflussmesser zur BoP-Grenze mit Anti-Aliasing
- Bis zu 100 kHz für die Kraftstoffmessung auf Injektorebene, um das Einspritzprofil in Echtzeit zu überwachen und anzupassen
7. Messkanäle
- 1 Messkanal für einfache und kostengünstige Anwendungen
- 2–3 Messkanäle für High-End-Anwendungen mit Redundanz oder Anti-Aliasing-Anforderungen
- Bis zu 32 Messkanäle zur Überwachung des kompletten Verbrennungszyklus auf Injektorebene
8. Kraftstofftyp-Erkennung und Kompensation
- Kraftstoffqualität, Temperatur und Druck beeinflussen die Messgenauigkeit.
- Allengra-Systeme können auf spezifische Kraftstoffe für ultrahohe Genauigkeit (< 0,5 %) kalibriert werden oder kompensieren sich selbst basierend auf integrierter Kraftstofferkennung.
Echtzeit-Kraftstoffeinspritzungs-Visualisierung und Korrektur-Kit
Die Allengra-Kraftstoffdurchflussmesser werden hauptsächlich in folgenden Bereichen eingesetzt:
- Motorsport: FIA Formel 1 Weltmeisterschaft, FIA World Endurance Championship, FIM World Superbike Championship und andere
- Forschung & Entwicklung: ICE-Entwicklung, universitäre Forschungsprojekte, Einspritzungsüberwachung, Test- und Prototypfahrzeuge, E-Fuels Evaluierungen
- WLTP: Präzise Bestimmung der Real Driving Emissions (RDE)
- Sonstiges: Schwerlastfahrzeuge, LKWs, Drohnen
