Расходомер топлива

 

Изобретение относится к области испытания двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано при диагностировании автотракторных двигателей в процессе эксплуатации. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости измерений. Расходомер топлива содержит датчик 1 оборотов коленвала, тахометр 2, коммутатор 3. Датчик 5 изменения нагрузки на рычаг топливоподачи соединен с входами детекторов медленно меняющейся нагрузки 6, импульсной нагрузки 7, колебательной нагрузки 8, максимальной нагрузки 9. Кроме того, в состав расходомера входят триггеры 10 и 11, счетчик 13, вычислитель 15. 3 ил.

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (1% (1!) (SD 4 G 0l F 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 41 73931/24-1 О (22) 10.12..86 (46) 07.04.89. Бюл. И- 13 (71) Государственный всесоюзный научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (72) В.В, Подкопаев и С.В. Подкопаев (53) 681 .121 (088.8) (56) Лифшиц В.M., Воронин Д.M., Утюп ин И. Ф. On ределение расхода топлива тракторных двигателей в эксплуатационных условиях. — Научные труды. СибИМЭ, Новосибирск, 1972.

Блок комбинированный диагностический БКД-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Б2МЗ, 558.253 ТО. Брянск, 1 982 ° (54) РАСХОДОМЕР ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к области испытания двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано при диагностировании автотракторных двигателей в процессе эксплуатации. Цель изобретения — повышение точности и снижение трудоемкости измерений. Расходомер топлива содержит датчик l оборотов коленвала, тахометр 2, коммутатор 3. Датчик 5 изменения нагрузки на рычаг топливоподачи соединен с входами детекторов медленно меняющейся нагрузки 6, импульсной нагрузки 7, колебательной нагрузки 8, максимальной нагрузки 9.

Кроме того, в состав расходомера входят триггеры 10 и 11, счетчик 13, вычислитель 15. 3 ил.

С:

1471 074

Изобретение относится к области испытаний двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано при диагностировании автотракторных двигателей в процессе эксплуатации.

Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости измерений.

На фиг. 1 представлена структурная схема расходомера топлива двигателя внутреннего сгорания; на фиг .2— гидравлическая схема датчика расхода топлива; на фиг . 3 — структурные схемы детекторов нагрузки. 15

Расходомер топлива содержит датчик 1 оборотов коленчатого вала, соединенный с информационными входами тахометра 2 и коммутатора 3, датчик 4 расхода топлива, датчик 5 из- 2р менения нагрузки на рычаг топливоподачи, соединенный с входами детекторов медленно меняющейся нагрузки 6, импульсной нагрузки 7, колебательной нагрузки 8 и максимальной нагрузки 9. 25

Выходы детекторов соединены с управляющими входами коммутатора 3, выходы которого через триггеры 1 0 и 11 и непосредственно соединены с входами схемы ЗИЛИ 12, выход которой соеди-30 нен с входом счетчика 13 количества оборотов с полной подачей. Четвертый выход коммутатора 3 соединен с входом второго счетчика 14 количества оборотов с минимальной подачей топлива. Выходы счетчиков соединены с входами вычислителя 1 5. Третий вход вычислителя 15 соединен с выходом тахометра 2, управляющий вход которого соединен с выходом детектора 40 колебательной нагрузки.

Четвертый вход вычислителя 1 5 сое динен с выходом дифференциального масштабного усилителя 1 6, входы которого соединены непосредственно и че- 45 рез ячейку 1 7 памяти с. выходом датчика 4 расхода топлива. В цепи обратной связи масштабного усилителя 1 6 находится регулятор 18 масштаба сигнала датчика 4 расхода топлива.

Датчик 4 расхода топлива массового типа, содержит мерный сосуд 19, градуировочный сосуд 20, соединенныа топливопроводами 21 через трехходовой кран 22 с топливным баком 23 машины по принципу сообщающихся сосудов. Для этого мерный сосуд закреплен подвижно в вертикальном направлении на кронштейне 24. Мерный сосуд 19 соединен с измерительньк преобразователем 25 массы, выход которого соединен с общей электросхемой расходомера как выход датчика 4 расхода топлив а .

В качестве детектора 6 медленно меняющейся нагрузки на рычаг топливоподачи используется компаратор 26, первый вход которого соединен с датчиком 5 изменения нагрузки на рычаг топливоподачи, а второй вход — с регулируемым источником 27 опорного напряжения.

Детектор 7 импульсной нагрузки содержит дифференциатор 28, вход которого соединен с датчиком 5, а выход — с первым входом компаратора

29, второй вход которого соединен с источником 30 регулируемого опорного напряжения.

Детектор 8 колебательной нагрузки содержит полосовый фильтр 31, вход которого соединен с датчиком 5, а выход соединен с входом измерителя

32 среднего значения напряжения переменного тока, выход которого соединен с первым входом компаратора

33, второй вход которого соединен с регулируемым источником 34 опорного нап ряжения.

Детектор 9 максимальной нагрузки содержит дифференциатор 35, вход которого соединен с выходом измерителя 3 2 с реди ег о знач ения нап ряжения переменного тока, а выход — с первым входом компаратора 36, второй вход которого соединен с регулируемым источником 37 опорного напряжения.

Результаты измерения расхода выводятся на индикатор 38.

Расходомер топлива, например, автотракторного дизеля, работает следующим образом, На прогретый дизель устанавливаются датчики оборотов 1, расхода топливо 4 и изменения нагрузки на рычar топливоподачи 5. При установке

p,àò÷èêà 4 расхода топлива его мерный сосуд 1 9 соединяется топливопроводом

21 через трехходовой кран 22 и заливную горловину с топливным баком машины по принципу сообщающихся сосудов. Для этого краном 22 мерный сосуд соединяется с баком машины, производится заполнение топливопров ода и ме рног о с о суда, per ули ров ко и .высоты расположения мерного сосуда на кронштейне 24 стабилизируют уро1 471 074

40 вень топлива в мерном сосуде относительно уровня топлива в баке.

Фиксируют массу топлива Q> в мерном сосуде в ячейке 17 памяти. 3атем с помощью крана 22 отбирают за5 данное количество топлива 0 из бака в градуировочный сосуд. При этом на выходе дифференциального усилителя 16 появляется напряжение постоян. 10 ного тока, пропорциональное разности Q < — Я, т.е. отобранному из бака машины известному количеству топлива ° Настройкой регулятора 18 масштаба на индикаторе 38 расходомера устанавлиются показания, равные отобранному количеству топлива из бака Q . На этом настройка датчика расхода заканчивается. В: ячейке памяти фиксируется чачение массы в мерном сосуде, а индикатор 38 расходомера устанавливается при этом на "0 . Расходомер готов для проведения измерений на работающм двигателе. 25

Двигатель запускается и работает вначале на холостом ходу затеи производится серия резких нажатий на рычаг топливоподачи.

При нажатии на рычаге топливоподачи появляется относительно медленно меняющееся усилие, которое через нажимную пружину смещает рейку топливного насоса высокого давления (ТНВД) в сторону увеличения подачи топлива.

Детектор 6 медленно меняющейся на=

35 грузки при этом открывает первый вход коммутатора 3, и импульсы от датчика 1 оборотов поступают на счетный вход триггера 10, а с его выхода (с частотой вдвое меньшей) через схему ЗИЛИ 12 — на вход счетчика 13. При достижении полной подачи топлива рейка ТНВД садится на упор, а нагрузка на рычаг топли- 45 воподачи возрастает за счет дополнительного растяжения нажимной пружины. Кроме того, в момент соприкосновения рейки с упором возникает дополнительный ударный импульс сопротивления, наг ружающий рычаг топливоподачи. Этот импульс фиксируется детектором 7 импульсного изменения нагрузки. Сигнал с выхода детектора 7 закрывает первый выход коммутатора и открывает второй его выход. При этом импульсы оборотов начинают поступать через схему ЗИЛИ 12 на вход счетчика 13 непосредственно.

По мере нарастания оборотов двигателя в процессе разгона и достижения оборотов начала действия регулятора последний начинает воздействовать на рычаг топливоподачи в сторону уменьшения поцачи топлива." При, этом усилие на рычаг топливоподачи дополнительно увеличивается и приобретает колебательный характер от работы центробежного механизма регулятора с частотой, кратной частоте вращения. Это изменение нагрузки фиксируется детектором 8 колебательной нагрузки. Сигнал с выхода детектора

8 закрывает первые два выхода коммутатора 3 и открывает третий его выход. При этом импульсы оборотов поступают на счетный вход триггера 11, и с его выхода (с частотой вдвое меньшей) через схему ЗИЛИ 1 2 подаются на счетчик 13, фиксирующий общее количество импульсов с полной подачей топлива в процессе разгона.

Одновременно сигнал с выхода детектора 8 включает тахометр 2 и фиксирует в нем частоту вращения коленчатого вала, соответствующую началу действия регулятора.

В момент достижения максимальных оборотов холостого хода нагрузка на рычаг топливоподачи достигает максимального значения, что фиксируется детектором 9. Последний закрывает третий выход коммутатора 3 и открывает его четвертый выход. При этом импульсы оборотов начинают заполнять счетчик 14, фиксирующий количество оборотов с минимальной подачей топлива.

По окончании разгона усилие с рычага топливоподачи снимается, детектор 9 оставляет четвертый выход коммутатора открытым и счетчик 14 продолжает заполняться импульсами на минимальных оборотах холостого хода ди зеля.

При повторных нажатиях на рычаг топливоподачи описанный процесс повторяется. При этой счетчик 13 и 14 фиксируют суммарное количество оборотов с полной и минимальной подачами.

Датчик расхода топлива фиксирует в течение всего времени общее количество топлива, израсходованное из бака машины. Результат измерения с выхода датчика 4 через масштабный усипи тель 16 подается на вход вычислителя

15 на другие входы которого поступхх

4 р тххх хзь

+n„„

Q т где g — количество израсходованноP го топлива из бака машины в процессе разгонов, Q — количество израсходованного топлива при минимальной подаче за n оборохх

За А тов)

n — заданное количество оборохх тов холостого хода, пхх - количество оборотов в процессе разгонов с минимальной подачей топлива, и — общее количество оборотов пп в процессе разгонов с полной подачей; (д -. обороты начала действия

P регулятора °

Результат высвечивается на индикаторе 38. расходомера.

20

30

Формула изобретения

Расходомер топлива, содержащий датчик оборотов, соединенный с ин5 1471 07 пают коды измерений с выходов. тахо,метра 2 и счетчиков 13 и 14.

Вычислитель 15 производит вычисление расхода топлива двигателем при максимальной подаче топлива по фор. муле

4 6 формационными входами тахометра и коммутатора, датчик расхода топлива и измеритель, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости измерений, в него введены датчик изменения нагрузки на рычаг топливоподачи, соединенный через детекторы медленно меняющейся нагрузки, импульсной нагрузки, колебательной нагрузки, максимальной нагрузки с управляющими входами коммутатора, второй выход которого непосредственно, а первый и третий через делители на два соединены с входами схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом первого счетчика, четвертый выход коммутатора соединен с входом второго счетчика, выходы счетчиков соединены с первым и вторым входами вычислителя, выход которого соединен с измерителем, выход датчика расхода соединен с первым входом дифференциального усилителя.непосредственно, а с вторым входом — через регистр памяти, выход дифференциального усилителя соединен с его первым входом через переменный резистор и третьим входом вычислителя, четвертый вход которого соеди.нен с выходом тахометра, управляющий вход которого соединен с выходом детектора колебательной нагрузки.

1 471 074

Тираж 660

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор В. Петраш

Заказ 1 581/44

Составитель В. Ярьи

Техред А. Кравчук Корректор М. Васильева