Устройство для измерения расхода топлива дизелем



Владельцы патента RU 2331047:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный универститет путей сообщения" (МИИТ) (RU)

Изобретение предназначено для использования на дизелях, преимущественно транспортного типа, в частности тепловозных. Расходомер-счетчик содержит датчики длины выхода рейки топливовпрыскивающего насоса и скорости вращения коленчатого вала, датчики температуры и давления топлива, установленные на выходе топливовпрыскивающего насоса, блок коррекции со входами записи от внешнего устройства. Все датчики подключены к соответствующим блокам формирования импульсных сигналов, выходы которых подключены к соответствующим входам микроконтроллера, связанного с регистрирующим прибором расхода топлива и со входами бортового (маршрутного) компьютера. Блок формирования сигнала датчика скорости вращения коленчатого вала подключен также ко входу блока коррекции, выход которого, в свою очередь, подключен ко входу микроконтроллера. Изобретение обеспечивает повышение надежности и точности измерения объема и массы потребляемого топлива. 1 ил.

 

Устройство предназначено для использования на дизелях, преимущественно транспортного типа, в частности тепловозных.

Из технической литературы известны многочисленные конструкции расходомеров-счетчиков жидкости и газа. Для целей измерения расхода именно дизельного топлива наиболее совершенными являются роликолопастные расходомеры количества жидкости (1), которые предназначены для точного измерения объема и расхода различных рабочих сред (жидкостей и газов) при рабочих давлениях до 40 МПа (400 бар). В отличие от турбинных расходомеров и расходомеров других типов, роликолопастные расходомеры обеспечивают точность измерения объемного расхода порядка 0,1% в широком диапазоне вязкостей рабочих сред и не требуют переградуировки в течение длительного времени. Конструктивное отличие расходомеров серии ОР от расходомеров серии РЛГ заключается в конструкции ротора и роликов-разделителей: в ОР-расходомерах двухлопастной ротор и два ролика-разделителя, каждый из которых имеет по одному пазу для прохода лопастей с зубчатым механизмом синхронизации с передаточным числом u=2:1. В РЛГ-расходомерах - трехлопастный ротор и ролики-разделители с двумя пазами (u=3:2).

Указанный тип устройств имеет некоторые недостатки, а именно точность измерения расхода топлива в системе снижается при малом потреблении, например при работе двигателя в режиме холостого хода, а также при наличии воздуха в топливе (трубопровод слива от двигателя в топливный бак - обратка).

Наиболее близким по технической сущности является устройство (2), содержащее датчики длины выхода рейки топливовпрыскивающего насоса и скорости вращения коленчатого вала, подключенные через блоки формирования сигналов к регистрирующему прибору. По сравнению с роликолопастными расходомерами (1) здесь обеспечивается большая надежность измерения объема топлива, поступающего в двигатель.

Оно и принято за прототип. Однако применяемые здесь схемные решения не позволяют обеспечить требуемую в современных условиях точность контроля массы расходуемого топлива.

Техническим результатом является повышение надежности и точности измерения расхода топлива.

Сущность изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства, а именно измерении не только объема, но и массы потребляемого топлива.

Для этого в состав известного устройства (2), содержащего датчики длины выхода рейки топливовпрыскивающего насоса и скорости вращения коленчатого вала, подключенные через блоки формирования сигналов к регистрирующему прибору, дополнительно введены датчики температуры и давления топлива, блок коррекции и микроконтроллер, выходы датчиков температуры и давления подключены к блокам формирования сигналов, выходы всех блоков формирования сигналов датчиков длины выхода рейки топливовпрыскивающего насоса, скорости вращения коленчатого вала, температуры и давления подключены к соответствующим входам микроконтроллера, выход блока формирования сигнала датчика скорости вращения коленчатого вала подключен также к входу блока коррекции, выход которого, в свою очередь, подключен к входу микроконтроллера, выходы микроконтроллера связаны с регистрирующим прибором расхода топлива и с входами бортового (маршрутного) компьютера.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Заявляемое устройство содержит датчик 1 скорости вращения коленчатого вала, подключенный к блоку 2 формирования сигналов, датчик 3 длины выхода рейки топливовпрыскивающего насоса, подключенный к блоку 4 формирования сигналов, датчик 5 температуры, подключенный к блоку 6 формирования сигналов, датчик 7 давления, подключенный к блоку 8 формирования сигналов, выходы всех блоков формирования сигналов подключены к соответствующим входам микроконтроллера 9, выход блока 2 формирования сигналов, датчик 1 скорости вращения коленчатого вала подключен также к входу блока 10 коррекции, выход которого, в свою очередь, подключен к входу микроконтроллера 9, выходы микроконтроллера 9 связаны с регистрирующим прибором 11 расхода топлива и с входами бортового (маршрутного) компьютера 12.

Блок 10 коррекции имеет вход записи от внешнего устройства 13, а регистрирующий прибор 11 расхода топлива имеет выходы для подключения внешнего считывающего устройства 14.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При работе двигателя (локомотива) первичный сигнал от датчика 1 скорости вращения коленчатого вала поступает на блок 2 формирования сигналов. Работа блока 2 формирования сигналов заключается в преобразовании первичного сигнала о скорости вращения коленчатого вала в последовательность импульсов с частотой, прямо пропорциональной числу оборотов. Известны многочисленные схемные решения таких формирователей сигналов, например (3). Информация об объеме топлива, поступающего в двигатель за один оборот коленчатого вала, получается косвенным путем как длина выхода рейки топливовпрыскивающего насоса. В процессе работы двигателя рейка топливного насоса перемещается в соответствии с изменением подачи топлива, при этом одновременно поворачиваются плунжеры всех секций (4). Измерение объема топлива производится датчиком 3 длины выхода рейки топливовпрыскивающего насоса, подключенным к блоку 4 формирования сигналов, на выходе которого появляется последовательность импульсов с частотой, прямо пропорциональной длине выхода рейки топливовпрыскивающего насоса. Непосредственно на выходе топливовпрыскивающего насоса установлены датчик 5 температуры, подключенный к блоку 6 формирования сигналов, и датчик давления 7 топлива, подключенный к блоку 8 формирования сигналов. Таким образом, на входы микроконтроллера 9 поступает информация в виде импульсных сигналов о частоте вращения коленчатого вала, объеме топлива, поступающего в двигатель за один оборот, а также о температуре и давлении топлива непосредственно в двигателе. Это позволяет не только определить объем поступившего топлива, но и с учетом данных о температуре и давлении определить массу топлива. Повышение точности достигается введением в расчетное уравнение, решаемое микроконтроллером 9, поправок на объемные коэффициенты температурного расширения (k1) и сжимаемости топлива (k2). Температура топлива, поступающего в двигатель, существенно отличается от температуры топлива в баке (в зависимости от конкретных условий меняется от 30 до 100°С). Изменение температуры топлива всего на 30°С по сравнению с первоначальной приводит к увеличению объема почти на 4%, а действие избыточного давления, например, 10 МПа приводит к уменьшению объема на 2,3%. В результате обработки данных с учетом поправок на температуру и давление топлива в микроконтроллере 9 формируется уточненная информация не только об объемных, но и массовых текущих расходах топлива. Эта информация дополнительно корректируется по управляющим сигналам от блока 10 коррекции, который выдает управляющие сигналы в зависимости от числа оборотов двигателя. Предварительная запись управляющих сигналов в блок 10 коррекции осуществляется на этапе реостатных испытаний двигателя, на которых проводится эталонное измерение массового расхода топлива с учетом слива части топлива в топливный бак. Таким образом, окончательная информация о текущем расходе топлива в микроконтроллере 9 корректируется по статистическим зависимостям, установленным на этапе реостатных испытаний двигателя для различного числа оборотов.

В итоге на выходе микроконтроллера 9 формируется информация о реальном расходе топлива, которая поступает далее в регистрирующий прибор 11 и на бортовой (маршрутный) компьютер 12. Наличие маршрутного компьютера позволит оценить соответствие расхода топлива фактическому нагрузочному режиму, выбрать оптимальный вариант места очередной заправки и ряд других задач. Периодический контроль за расходом топлива в отсутствие бортового (маршрутного) компьютера 12 может осуществляться с помощью внешнего устройства 14 считывания информации.

Литература

1. Внедрение на тепловозах роликово-лопастных расходомеров. Кокоткин В.З., Туров Л.С., Балабин В.Н. Интернет-сайт http://www.miit.ru/raskhod.htm. 21.01.2004.

2. Устройство для измерения расхода топлива дизелем. Третьяков А.П., Маханько М.Г., Пупынин В.Н., Жуков В.И., Викдорчик М.Б., Глазков А.И. А.с. №364845 по кл. G01F 9/00, опубл. БИ №5, 1973 г.

3. Фролкин В.Т., Попов Л.Н. Импульсные и цифровые устройства. М., Радио и связь, 1992. - 336 с.

4. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. Роговцев В.Л., Пузанков А.Г., Олдфильд В.Д. М., Транспорт. 1999, - 430 с.

Устройство для измерения расхода топлива дизелем, содержащее датчики длины выхода рейки топливовпрыскивающего насоса и скорости вращения коленчатого вала, регистрирующий прибор расхода топлива, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчики температуры и давления топлива, установленные на выходе топливовпрыскивающего насоса, блоки формирования импульсных сигналов, блок коррекции со входами записи от внешнего устройства и микроконтроллер, при этом выходы всех датчиков подключены к соответствующим блокам формирования импульсных сигналов, выходы которых подключены к соответствующим входам микроконтроллера, выход блока формирования сигнала датчика скорости вращения коленчатого вала подключен также ко входу блока коррекции, выход которого в свою очередь подключен ко входу микроконтроллера, выходы которого связаны с регистрирующим прибором расхода топлива и со входами бортового (маршрутного) компьютера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода топлива двигателей внутреннего сгорания, может быть использовано в качестве датчика мгновенного расхода жидкого и газообразного топлива.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к топливным системам силовых установок военной гусеничной машины (ВГМ). .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения количества топлива в топливном баке автомобиля. .

Изобретение относится к измерению массы жидкостей и может быть использовано для учета топлива, поставляемого на автозаправочную станцию. .

Изобретение относится к устройствам для измерения объемного расхода топлива при испытаниях жидкотопливных двигателей внутреннего сгорания и позволяет упростить конструкцию и повысить точность измерения в широком диапазоне изменения контролируемого объемного расхода.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения расхода топлива дизельным двигателем внутреннего сгорания при диагностировании в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к контрольно-измерительным средствам для учета расхода топлива двигателями внутреннего сгорания и может быть использовано в системе научно-исследовательских организаций и конструкторских бюро, занимающихся разработкой автоматизированных систем контроля за режимами работы сельскохозяйственной техники.

Изобретение относится к контролю технического состояния силовой установки транспортного средства, преимущественно тепловоза, в которую входят двигатель внутреннего сгорания, главный генератор, вспомогательные агрегаты и топливная система с топливным баком.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения предельно допустимых затрат топлива и соответственно экономии или перерасхода его при работе тракторных агрегатов в эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к расходомерам жидких тел и может быть использовано при контроле расходования топлива в коммерческом автотранспорте. .

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения, учета и контроля расхода топлива двигателем внутреннего сгорания (ДВС) в процессе эксплуатации и мониторинга его состояния

Изобретение относится к гидравлической технике, в частности к компенсаторам колебаний давления и гидравлического удара, а также к счетчикам топлива, и может быть использовано для точного автоматического измерения и учета расхода топлива в топливных системах двигателей внутреннего сгорания как при диагностировании двигателей на испытательных стендах, так и в процессе их эксплуатации в транспортных средствах, а также в топливораздаточных колонках автозаправочных станций и в любых иных гидросистемах, где используются средства контроля, измерения и учета расхода и параметров рабочей или транспортирующей жидкой среды

Изобретение относится к эксплуатируемой преимущественно в условиях космического вакуума измерительной технике, предназначенной для определения расхода рабочего тела (ксенона), подаваемого из баков реактивных двигательных установок космических аппаратов

Изобретение относится к эксплуатации мобильной сельскохозяйственной техники и касается нормирования ее работы. Техническим результатом изобретения является повышение точности нормирования расхода топлива машинно-тракторным агрегатом. В способе нормативы часового расхода топлива на рабочем ходе агрегата, его поворотах, переездах и остановках с работающим двигателем, а также виды математических зависимостей устанавливают по результатам обработки данных спутникового мониторинга работы контрольного агрегата, оснащенного расходомером топлива, путем фотохронометражных наблюдений определяют максимальное время одного поворота и вносят полученные значения в базу данных программного обеспечения для агрегата данного состава. В качестве нормы устанавливают расчетное значение общего расхода топлива за требуемый период времени, при этом определяют продолжительность работы агрегата на поворотах, переездах и остановках с работающим двигателем в течение указанного периода, а также среднюю скорость движения на переездах, и любой отрезок времени движения агрегата в транспортном (нерабочем) положении, превышающий максимальное время одного поворота, относят к времени переездов. 1 приложение.

Изобретение относится к области управления двигателями. Гибридное транспортное средство или электромобиль (100) содержит топливный бак (14), двигатель (1), устройство управления (20, 21, 22, 23, 24). Устройство управления (20, 21, 22, 23, 24) вычисляет объем топлива для заправки в топливный бак, который должен подаваться, на основе оцененного объема расхода топлива, требуемого для того, чтобы ездить в течение предварительно определенного числа дней до того, как начнется ухудшение качества топлива после дозаправки топливом и выдает инструкцию дозаправки топливом относительно того, что должен подаваться вычисленный объем топлива. Достигается предотвращение ухудшения качества топлива. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Заявленное изобретение относится к способу дезактивации жидкого эфлюента, содержащего один или несколько предназначенных для удаления радиоактивных химических элементов. Заявленный способ включает следующие стадии: стадию приведения в контакт в перемешиваемом кипящем слое в первой зоне реактора указанного жидкого эфлюента с твердыми частицами, способными за счет совместного осаждения, и/или абсорбции, и/или ионного обмена захватывать и удерживать указанный или указанные радиоактивные химические элементы, в результате чего получают суспензию твердых частиц, содержащих указанный или указанные радиоактивные химические элементы; стадию отстаивания указанной суспензии во второй зоне этого же реактора, причем эта вторая зона является отдельной от вышеупомянутой первой зоны, в результате чего получают твердую фазу, содержащую твердые частицы с указанным или указанными предназначенными для удаления радиоактивными химическими элементами, и жидкую фазу с низким содержанием или не содержащую указанного или указанных предназначенных для удаления радиоактивных химических элементов; и стадию разделения указанной твердой фазы и указанной жидкой фазы. Техническим результатом является повышение эффективности дезактивации эфлюента без увеличения объема шлама. 10 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области военных гусеничных машин, в частности к устройствам измерения расхода топлива в топливных системах силовых установок военных гусеничных машин (ВГМ). Устройство для измерения количества топлива, израсходованного двигателем внутреннего сгорания при эксплуатации военной гусеничной машины, содержит блок обработки информации, счетчики расхода топлива с герконом, блок формирования импульсов. При этом упомянутые счетчики расхода топлива с герконом установлены в трубопровод подвода топлива к топливному насосу высокого давления, в трубопровод слива излишков топлива из топливного насоса высокого давления, в трубопровод объединенного слива излишков топлива от форсунок двигателя внутреннего сгорания и через аналого-цифровые преобразователи связаны с блоком обработки информации. Технический результат - точное и своевременное измерение количества топлива, израсходованного двигателем внутреннего сгорания (ДВС), при эксплуатации военной гусеничной машины. 2 ил.

Изобретение относится к авиаприборостроению и может быть использовано для управления заправкой самолета топливом на земле, измерения массового запаса топлива на самолете в полете, управления поперечной центровкой самолета по топливу и формирования сигнала о резервном остатке топлива. Система содержит установленные в топливных баках самолета датчики параметров топлива: уровня и температуры, а также сигнализаторы верхнего и нижнего уровней топлива, бортовой вычислитель с левым и правым модулями управления, контрольными каналами и ячейками памяти о геометрии топливных баков, левые и правые модули топливомера, устройство сравнения, устройство балансировки, пульт управления с задатчиком плотности топлива, устройством заправки и индикатором, причем датчики температуры топлива установлены на высоте сигнализаторов нижнего уровня топлива. Бортовой вычислитель предложенной системы снабжен входами для получения вспомогательной информации от датчиков расхода топлива и сигнализатора положения шасси самолета. Техническим результатом изобретения является повышение точности, достоверности и эффективности измерения массового запаса топлива, резервного остатка топлива и управления центровкой самолета по топливу как в штатном, так и в нештатном режимах работы системы. 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2006-09-29 2013-03-20T04:27:13
Наверх