CS241867B1

CS241867B1 - Apparatus for volume measuring from evaluation of fuel oil consumption in fuel circuit in locomotive

Info

Publication number: CS241867B1
Application number: CS844574A
Authority: CS
Inventors: Radko Sablik; Milan Slavik; Pavel Jisa
Original assignee: Radko Sablik; Milan Slavik; Pavel Jisa
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1986-04-17
Also published as: BG46651A1; DD255439A3; CS457484A1

Description

Vynález se týká zařízeni pro objemové meřenf a vyhodnocování spotřeby nafty v palivovém okruhu lokomooivy, sestávající z výtlačného potrubí dopravního čerpadla a vratného potrubí pro část nafty dodávané dopravním čerpadlem ke vstřikovacím Čerpadlům a zpět do hlavní nádrže.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to an apparatus for volumetric metering and for evaluating diesel fuel consumption in a locomotive fuel circuit, comprising a delivery pump discharge line and a return line for a portion of the diesel supplied by the delivery pump to the injection pumps and back to the main tank.

Pro zjišťování ekonomiky provozu lokomotiv je třeba mmřřt přesnou spotřebu paliva při definovaném výkonu pohonného agregátu. Jsou známá zařízení k mření objemové spotřeby paliva, která jsou založena na merení prutoku prutokomery. Mi^ť^e^i spotřeby paliva pomooí prUtokoměrU se setkává s mnoha problémy. Zejména proto, že velká část paliva dodávaného dopravním čerpadlem se viací zpět do nádrže, a pro^e třeba používat systému dvou prUtokoměrU, z nichž jeden je ve výtlačném potrubí dopravního čerpadla a druhý prUtokomer je ve vratném potrubí do nádrže. Spotřeba paliva se vyhodnocuje jako rozdíl obou naměřených množství. Bto vyhodnooování je značně nepřesné vzhladem k tomu, že se jedná o rozdíl dvou velkých hodnot, jehož výsledkem je malá hodnota. U stávajícho provedení ltktíotiv je totiž ínotsSví spotřebované nafty řádoví jedna pětina až jedna padesátina z celkového množstí dodávaného dopravním čerpadlem. Při poožití prUtokoměrU s malou relativní chybou n^^pi^zíkl^eid + 0,5 % je potom relativní chyba změřené spotřeby při volnoběhu, kdy se vrací asi 50krát více paliva než je spotřeba motoru + 49 %. Při plném výkonu ^korn^vy, kdy se vrací zpět do nádrže asi pětkrát více paliva, než je spotřeba motoru je relativní chyba asi + 4,5 %. Z toho vyplývá, že moonnst rozptylu naměřených hodnot při volnoběhu je až 300 % Při mmiFení jsou fyzikální vlastnosti nafty vytlačované dopravním čerpadlem rozdílné od fyzikálních vlastnootí nafty, která proudí zpětným potrubím do nádrže. Je to zpUsobeno hlavně rozdílem teplot nafty i množstvím vzduchu pohlcenéhoTo determine the economics of locomotive operation, it is necessary to measure the exact fuel consumption at a defined power output. There are known devices for measuring volumetric fuel consumption, which are based on flow measurement by flow meters. In addition to the fuel consumption of the flow meter, there are many problems. Especially since a large part of the fuel supplied by the conveyor pump is returned to the tank, and there is a need for a system of two flow meters, one in the delivery pump discharge line and the other in the return line to the tank. Fuel consumption is evaluated as the difference between the two measured quantities. This evaluation is considerably inaccurate because it is a difference of two large values, which results in a small value. Indeed, in the current version of the fuel, the consumption of diesel consumed is of the order of one-fifth to one-fifth of the total amount delivered by the transport pump. If a flowmeter with a small relative error of + 0.5% is used, then the relative error of the measured idle consumption is about 50 times more fuel than the engine consumption of + 49%. At full power, when returning to the tank about five times more fuel than the engine consumption, the relative error is about + 4.5%. This implies that the scattering moonnst of the measured values at idling speed is up to 300%. During mixing, the physical properties of the oil displaced by the transfer pump are different from the physical properties of the oil flowing through the return line into the tank. This is mainly due to the difference in diesel temperatures and the amount of air absorbed

241 867 v naftě. Nepřesnosti se projevuji zejména při měření volnoběhu, kdy se převážná část nafty dodávané dopravním čerpadlem vrací do nádrže. Chyba, která vzniká v důsledku rozdílných teplot je řádově stejně velká jako chyba vznikající relativní chybou průtokoměrú. Vliv teploty je možno pri jednotlivých měřeních vyloučit příslušnou korekcí, která bere ohled na skutečnou teplotu nafty, což je však neoperativní a zdlouhavé. Další nevýhodou měření spotřeby nafty pomocí rotačních průtokomerů je, že měření se musí provádět před čističem paliva, takže případné nečistoty, které jsou v palivu, způsobují nekontrolovatelnou změnu pasivních odporu průtokoměrného čidla. Nepřesnosti v měření způsobují též pulsace v potrubí a chvění motoru. To proto, že u průtokoměrů čítajících pulsy, vytvářené pohybem rotoru dochází к čítání parazitních pulsů, způsobených pulsacía chvěním a tím se zkresluje laboratorně zjištěná přesnost průtokoměrného měřidla.241 867 in diesel. Inaccuracies are especially evident when measuring idle, when most of the diesel supplied by the transport pump returns to the tank. The error resulting from different temperatures is of the order of magnitude as much as the error due to the relative error of the flow meters. The effect of temperature can be eliminated in individual measurements by an appropriate correction, which takes into account the actual temperature of diesel, which is non-operative and lengthy. Another disadvantage of measuring diesel consumption with rotary flowmeters is that the measurement must be made upstream of the fuel filter, so that any impurities present in the fuel cause an uncontrolled change in the passive resistance of the flow sensor. Measurement inaccuracies are also caused by pulsations in the piping and motor vibration. This is because the flowmeter counting the pulses generated by the movement of the rotor causes the counting of the parasitic pulses caused by the pulsation and vibration, thereby distorting the laboratory accuracy of the flowmeter.

Tyto nedostatky odstraňuje zařízení pro objemové měření a vyhodnocování spotřeby nafty v palivovém okruhu lokomotivy, sestávající z výtlačného potrubí dopravního čerpadla a vratného potrubí pro část nafty dodávané dopravním čerpadlem ke vstřikovacím čerpadlům a zpět do nádrže podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vratné potrubí je spojeno в vratným vstupem odměřovacího bloku. Skupinový informační výstup odměřovacího bloku je spojen se skupinovým informačním vstupem řídícího a vyhodnovacího bloku.These drawbacks are overcome by a device for volumetric measurement and evaluation of diesel fuel consumption in a locomotive fuel circuit comprising a delivery pump discharge line and a return line for a portion of the diesel supplied by the delivery pump to the injection pumps and back to the tank according to the invention. it is connected in the return input of the measuring block. The group information output of the metering block is coupled to the group information input of the control and firing blocks.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že přesnost navrhovaného měření je mnohem vyšší ve srovnání s měřením pomocí průtokoměrů. Umožňuje měření i za běžného provozu lokomotivy. Proti obdobným principům měření, využívaným při stacionárních zkouškách agregátů, pracuje navrhované zařízení zcela automaticky a přímo vyhodnocuje hodinovou spotřebu. Jeho přesnost je o jeden řád vyšší než u známých vyhodnocovacích zařízení. Ve spolupráci s měřením výkonu umožňuje určit technický stav lokomotivy z ekonomického hlediska a dle toho řídit údržbu, takže jeho využití má za následek úsporu paliva. Zařízení je jednoduché, výrobně i montážně nenáročné a je možno je namontovat přímo do stávajícího palivového okruhu všech lokomotiv.An advantage of the arrangement according to the invention is that the accuracy of the proposed measurement is much higher compared to the measurement using flow meters. It enables measurement even during normal operation of the locomotive. Against similar measuring principles used in stationary tests of aggregates, the proposed device works fully automatically and directly evaluates hourly consumption. Its accuracy is one order of magnitude higher than with known evaluation devices. In cooperation with power measurement, it enables to determine the technical condition of the locomotive from an economic point of view and to manage maintenance accordingly, so its use results in fuel savings. The device is simple, easy to manufacture and install and can be mounted directly into the existing fuel circuit of all locomotives.

241 867241 867

Příklad uspořádání podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkresu.An example of the arrangement according to the invention is shown schematically in the attached drawing.

Je.dnoOlivé bloky zařízeni je možno charakterizovat takto: Odmmřovaaí blok £ je vytvořen jako jedna neb více odměrných nádob, z nichž každá má přesně definovaný objem. Nad každou odmítnou nádobou a pod ní je snímač výšky hladiny. Objem odměrné nádoby mezi horní* a spodní hladinou je možno nastavit kalibrovacío šroubem. V odjnmřovacím bloku £ ^sou,vývody dálkového teploměru pro r^ření tepoty na^fty v o^e^Se^loku ^£. Soucáátí odoěřov^acího bloku £ je i hladinoměr a pomocné snímače, které dávají informaci o íaaimílní či hnimální výšce hladiny a zajišťují přepojování jednotlivých režimu na погш01п1 provoz z hlavní nádrže nebo oa romeoHo*. Elektrické vývody všech snímačů a čidla dálkového teploměru jsou zapojeny oa skupinový informační výstup ním vstupem 21 řídícího a vyhodnocovacího bloku 2. a vyhodnooovací blok £ je eenOrální jednotkou, vytvořenou z několika částí, které nejsou oa výkrese znázorněny. Řídící část řídícího a vyhodnocovacího bloku 2 koordinuje a řídí činnost všech funkcí a um oo nu .je íajШšlní i au^tom^a^iický provoz. Podle iofvгoaaí z odíloku £ ^ο^ι přepío^lní ^přepíoacíhv blo^ku ² a ^dí c^yklus vyhodnnoování. Ve vyhodnovevaaí části se vyhodnocuje teplota nafty a zadávvaí se korekční koeficienty a provádí se automaticky přímé vyhodnc>oení spotřeby. Veškeré namířené hodnoty se zob^azú! na displeji. Výstup 22 řídícího a vyhodnocovacího bloku £ je spojen s ovládacím vstupem 31 přepínacího bloku 3· Přepínací blok 2 je vytvořen - jako venni-l, který přepojuje na svůj výstup 34 buč mířřcí vstup 33» nebo přímý vstup 32. Přepínaní se řídí signálem na ovládacím vstupu 31 přepínacího bloku 2· čeřící vstup 33 přepínacího bloku 2 je spojen s mířícím výstupem 13 odmíěovacího bloku £. Přepadový výstup 14 odmíěovacího bloku £ je spojen s přepadovým vstupem 41 hlavní nádrže 4. Příoý výstup 42 hlavní nádrže 4 je spojen přes zpětnou klapku 9 s ρΟΟπ^ο vstupem 32 přepínacího bloku 2· Vratný vstup 11 odmmřovacího bloku £ je spojen s vratným potrubím £0. Výstup 34 přepínacího bloku 2 je spojen se vstupem 51 dopravního čerpadla 2· Dopravní čerpadlo 2 js spojeno se vstupem prvního přepouštěcího vent;ilu 7 a se vstupem bloku £ vstřikovacích čerpadel přes filtr 61. Výstup bloku 6 vstřikovacích čerpadel je spojen se vstupem druhého přepouštěcího vennilu 8. Výstup druhého přeiouS^cJho ven-The various units of the apparatus can be characterized as follows: The metering block 6 is formed as one or more metering vessels, each having a precisely defined volume. There is a level sensor above and below each refuse container. The volume of the measuring vessel between upper * and lower level can be adjusted with a calibration screw. In block odjnmřovacím £ ^ sou, remote terminals thermometer R Creating interior temperatures at ^FTY a ^ e ^ Se ^ ^£ locus. Soucáátí odoěřov ^and £ Whose the block is level indicator and auxiliary sensors that give information about íaaimílní or hnimální water level and provide individual switching mode погш01п1 traffic from the main tank or oa romeoHo *. The electrical terminals of all sensors and remote thermometer sensors are connected to and group information output input 21 of control and evaluation block 2, and the evaluation block 6 is an environmental unit made up of several parts not shown in the drawing. The control part of the control and evaluation block 2 coordinates and manages the operation of all functions and allows for automatic operation. According to iofvгoaaí from clothes locus ^ο £ ι ^ ^l overdeveloped ^P řepíoacíhv the blo ^k u ^ ² and ^y c says vyhodnnoování trot. In the evaluation section, the temperature of the diesel is evaluated and the correction coefficients are entered and a direct evaluation of the consumption is carried out automatically. All measured values are displayed! on the screen. The output 22 of the control and evaluation block 6 is connected to the control input 31 of the switching block 3. The switching block 2 is designed as an outboard 1, which switches either the aiming input 33 »or the direct input 32 to its output 34. input 31 of the switching block 2, the fining input 33 of the switching block 2 is connected to the aiming output 13 of the mine block 6. The overflow outlet 14 of the metering block 4 is connected to the overflow inlet 41 of the main tank 4. The straight outlet 42 of the main tank 4 is connected via the non-return flap 9 to the inlet 32 of the switchboard 2. 0. The output 34 of the transfer block 2 is connected to the inlet 51 of the conveying pump 2. The transport pump 2 is connected to the inlet of the first bypass valve 7 and to the inlet of the injection pump block 6 through the filter 61. 8. Output of the second overhang out

чч

241 867 tilu 8 je spojen s výstupem prvního přepouštčcího ventilu 7 a s vratným potrubím 10, které je spojeno přímo nebo přes výměník, který není na výkrese znázorněn, в vratným vstupem 11 odměrovacího bloku Součástí každého palivového okruhu lokomotivy je dopravní čerpadlo 5,, blok í> vstřikovacích čerpadel, před kterým je filtr 61 , oba přepoustěcí ventily 7, 8, vratné potrubí 10 a nádrž 4 se zpětnou klapkou 9^. Pro přímé měření spotřeby nafty je tohoto palivového okruhu zapojen odměřovací blok 1_, řídící a vyhodnocovací blok 2 a přepínací blok Zařízení muže pracovat při provozu lokomotivy ve dvou řežimech a bučí v režimu měření, nebo v normálním provozu bez měření. Při normálním provozu bez měření je propojen přímý vstup 32 přepínačového bloku 3. s jeho výstupem 34. Nafta proudí z nádrže 4 přes zpětnou klapku 9 na přímý vstup 32 přepínacího bloku 3 a z jeho výstupu 34 na vstup 31 dopravního čerpadla 5. Z dopravního čerpadla 5_ se dodává nafta přes filtr 61 do bloku £ vstřikovacích čerpadel a na vstup prvního přepoustecího ventilu 7. První přepoustěcí ventil 7 je nastaven na vyšší tlak než je tlak ve výtlakovém potrubí dopravního čerpadla 5_, takže většina dopravované nafty přichází do bloku b vstřikovacíh čerpadel. První přepoustěcí ventil Ί. ^seotevírá hlavně v případě, že se zanese nebo ucpe palivový filtr 61. Část nafty dodávají vstřikovací Čerpadla do motoru a část nafty odchází výstupem bloku £ vstřikovacích čerpadel a proudí přes druhý přepoustěcí ventil 8 do vratného potrubí 10 a přes vratný vstup 11 do odměřovacího bloku 1_. Touto naftou se odměřovací blok 1_ postupně naplňuje a když nafta dosáhne úrovně přepadního výstupu 14, vrací se přebytečná nafta přepadním vstupem 41 zpět do nádrže 4. Tento režim trvá tak dlouho, než se dá pokyn ke změně režimu. Přijde-li pokyn, aby se prováděl cyklus meření, předvolí se velikost odměrné nádoby v odměřovacím bloku j_. Signálem z řídícího a vyhodnocovacího bloku 2 se přestaví přepínací blok '5. tak, že se propojí měřící vstup 33 přepínacího bloku 3_ a z jeho výstupu 34 na vstup 51 dopravního čerpadla 5^. Dopravní čerpadlo 5 dodává naftu přes filtr 61 do bloku 6 vstřikovacích čerpadel a přebytečná nafta proudí přes druhý přepouštěcí ventil 8 do vratného potrubí 10 a přes vratný vstup do odměřovacího bloku 1_. V odměřovacím bloku _1_ hladina nafty klesá protože odběr z jeho měřícího výstupu 13 je větší než přítok z jeho, vratného vstupu 11 a to o spotřebu paliva agregátu. Když nafta dosáhne úrovně horní hladiny v příslušné odměrné nádobě, vyšle snímač hladiny signál do řídícího a vyhodnocovacího241 867 of the valve 8 is connected to the outlet of the first relief valve 7 and to the return line 10, which is connected directly or via an exchanger, not shown in the drawing, at the return inlet 11 of the metering block. > injection pumps, which are preceded by a filter 61, both relief valves 7, 8, a return line 10 and a tank 4 with a non-return valve 9. For direct measurement of diesel consumption, this metering circuit is connected to metering block 7, control and evaluation block 2 and toggle block. The device can operate in two modes of operation of the locomotive, either in metering mode or in normal operation without metering. In normal operation without measurement, the direct input 32 of the switch block 3 is connected to its output 34. Diesel flows from the tank 4 via the non-return valve 9 to the direct input 32 of the switch block 3 and from its output 34 to the inlet 31 of the transport pump 5. The first pressure relief valve 7 is set at a higher pressure than the pressure in the discharge line of the conveying pump 5, so that most of the transported diesel comes to the injection pump block b. First relief valve Ί. ^It opens mainly when the fuel filter 61 is clogged or clogged. Part of the diesel is supplied by injection pumps to the engine and part of the diesel leaves the outlet of the injection pump block 6 and flows through the second overflow valve 8 to the return line 10 and through the return inlet 11 to the metering block. 1_. The metering block 7 is gradually filled with this diesel, and when the oil reaches the level of the overflow outlet 14, the excess oil is returned via the overflow port 41 to the tank 4. This mode lasts until the mode change is instructed. When instructed to carry out a measurement cycle, the size of the measuring vessel in the metering block 1 is preselected. The changeover block 5 is adjusted by a signal from the control and evaluation block 2. such that the measurement input 33 of the switching block 3 is connected from its output 34 to the input 51 of the transport pump 5. The feed pump 5 supplies diesel via a filter 61 to the injection pump block 6 and excess diesel flows through the second relief valve 8 to the return line 10 and through the return inlet to the metering block 7. In the metering block 1, the oil level decreases because the withdrawal from its metering output 13 is greater than the inflow from its return inlet 11 by the fuel consumption of the aggregate. When the diesel reaches the upper level in the respective volumetric tank, the level sensor sends a signal to the control and evaluation

241 867 bloku 2, kde se začne odměřovat čas. Odměřovaní času trvá tak dlouho, než se vyprázdní odmerná nádoba. Když snímač dolní hladiny vyšle signál, že se spotřebovalo určené objemové moosst^i' nafty, od^mi^c^A^í^r^ií času se zastaví. Současné se vysílá informace o teplotě nafty v nádrži. Pokud zůstane zvolen režim cyklus mečení probíhá periodicky mméení spotřeby paliva tak, že po každém vyprázdnění odmerné nádoby v vděěřovacíě bloku 1 řídící a vyhodnooooací blok £ okammité vyhodnnoí výsledky rnměoní a zobrazí je na displeji a dá pokyn k opětnému naplnění odměrné nádoby v odměřovacíě bloku 1_ a. přestaví opět prepínaei blok 5 tak, že se spojí jeho přímý vstup 32 s výstupem 34 a nafta se odebírá z nádrže 4. haftou z vratného potrubí se plní zvolená odměrná nádoba v ormmřovacíě bloku £. Když je příslušná odmerná nádoba naplněna, vyšle snímač signál, že je odměrná nádoba připravena k mměení a zároveň se vynuluje displej v řídícím a vyhodnocovacím bloku 2. Řídící a vyh^ť^r^n^^cJL^^a^čí blok £ přestaví přepínaeí blok 2 a nafta do bloku b_ vstřikovacích čerpadel se opět dodává z odrnměovacího bloku 1_ a tím začíná nový cyklus mměení, který se periodicky opakuje. Výsledek mměení se uchová na displeji po dobu plnění orInmřovacího bloku j_. V případě potřeby lze podržet naměřenou hodnotu libovolnou dobu.241 867 block 2, where time starts to be measured. The measuring of time takes a long time until the measuring vessel is emptied. When the low level sensor sends a signal that the specified volume molar amount of diesel has been consumed, it will stop after the time has elapsed. At the same time, information about the oil temperature in the tank is being transmitted. If the sweep cycle mode remains selected, the fuel consumption is periodically measured so that after each emptying of the metering vessel in the control block 1, the control and evaluation block 4 immediately evaluates the results and displays them on the display and instructs to refill the metering vessel in the metering block 7. It again adjusts the switching block 5 so that its direct inlet 32 is connected to the outlet 34 and the diesel is withdrawn from the tank 4 by filling the selected metering vessel in the deflection block 6 with the return pipe. When the respective measuring vessel is filled, the sensor sends a signal that the measuring vessel is ready to be measured and at the same time the display in control and evaluation block 2 is reset. The control and resetting unit adjusts the measuring block. The switching block 2 and the diesel to the injection pump block b are again supplied from the deburring block 7 and thus a new metering cycle is started, which is periodically repeated. The measurement result is stored on the display for as long as the measuring block 11 is filled. If necessary, the measured value can be held for any time.

Vynálezu se využije při mměení a vyhodnocování spotřeby nafty u lokvíC)Viv jak v provozu, tak při odstavení.The invention will be used to measure and evaluate the diesel consumption of the Viv engine both in service and during shutdown.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

241 867

Device for volumetric measurement and evaluation of diesel fuel consumption in a locomotive fuel circuit consisting of a delivery pump discharge line and a return line for a portion of the diesel delivered by the delivery pump to the injection pumps and back to the main tank, characterized in that the return line (10) is connected to the return ( 11) a meandering block (1) whose group information output (12) is connected to the group information input (21) of the control-ftio and the evaluation block

(2), whose output (22) is connected to the control input (31) of the switching block said input (33) is connected to the measuring output (13) of the block (1), whose overflow output (14) is connected to the input (41) ) of the main tank (4), the outlet (42) of which is a non-return valve (9) with an inlet (32) of the switching block (3), the outlet (34) of which is connected to the inlet (51) of the transport pump (5).

(3) of which the metering or overflow is connected via

1. drawing