RU1778535C - Устройство дл измерени расхода топлива - Google Patents

Abstract

Использование: измерение расхода топлива транспортными средствами в стендовых услови х. Сущность изобретени : устройство содержит несколько пар трубок разного объема. Дифманометр установлен на питающем баке. 1 з.л. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  расхода жидкого топлива двигателем внутреннего сгорани .

Известен измеритель расхода топлива, содержащий накопительную емкость и измерительную трубку, соединенные в нижнем сечении трубопроводом -через распределительное устройство, св занное с блоком управлени , причем нижн   часть накопител  емкости св зана с источником топлива, а нижн   часть измерительной трубки - с ДВС: кроме того, верхние части накопительной емкости и измерительной трубки св заны воздушным трубопроводом, снабженным устройством дл  сброса воздуха . Измерительна  трубка снабжена датчиком перепада давлени .

Недостатком данного измерител   вл етс  ограниченный динамический диапазон измерени  расхода топлива. Из Формулы

М

t

где G - расход топлива, кг/ч:

М - масса расходуемого топлива, кг; t - врем  измерени , ч ,

G-О )

видно, что динамический диапазон зависит от диапазона, в котором может измен тьс  масса мерной дозы топлива М и врем  измерени  расхода этой дозы t. В данной конструкции измерител  величина М неизменна и определ етс  в основном объемом измерительной трубки, поэтому на расширение динамического диапазона измерител  ока- ,зать вли ни  не может. Врем  же измерени  t дл  достижени  приемлемых значений достоверности результата измерени  и его точности должно быть оптимальным, т.е. находитс  в интервале, определ емом стабильностью динамических характеристик ДВС и быстродействием распределительного устройства, определ ющим характер протекани  переходных процессов при перераспределении потока топлива.

При увеличении времени измерени  возможно значительное изменение режима работы ДВС, что снижает достоверность полученных при измерении результатов. При уменьшении времени измерени  оно становитс  сопоставимым с продолжительностью протекани  переходных процессов в топливных трубопроводах, что приводит к

со

С

ч х|

00

ел со с 

росту динамической погрешности измерени  расхода. Из вышеизложенного следует, что существует оптимальное врем  замера или различным режимам ДВС соответствуют оптимальные мерные дозы.

К недостаткам данной конструкции можно также отнести и то обсто тельство, что точность измерени  давлени  столба топлива в измерительной трубке датчиком разности давлений не посто нна. Она наибольша  при максимально возможном уровне топлива в трубке, снижаетс  при уменьшении этого уровн  и становитс  минимальной при достижении столбом топлива в измерительной трубке минимально возможного уровн . Это св зано с гем, что датчик разности давлений, как и вс кий аналоговый датчик, имеет наибольшую точность при работе вблизи верхней границы диапазона измерени  и эта точность снижаетс  по мере приближени  измер емой величины к нижней границе диапазона измерени  датчика.

Кроме того, оперативность замера расхода топлива данным измерителем ограничена необходимостью наполнени  при каждом цикле измерени . Во врем  наполнени  измерительной трубки измерение расхода невозможно.

Целью изобретени   вл етс  расширение динамического диапазона, повышение точности и оперативности измерени  расхода топлива.

Цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  расхода топлива двигателем внутреннего сгорани , содержащее питающую емкость, первую измерительную трубку (ИТ), верхний конец которой соединен с верхней частью питающей емкости и расположен выше максимально возможного уровн  топлива в питающей емкости, донна  часть которой соединена с двигателем внутреннего сгорани  через выходное распределительное устройство(РУ), подключенное к блоку управлени , а также средство св зи с атмосферой, согласно изобретению дополнительно содержит датчик относительного давлени  с двум  чувствительными элементами, вторую ИТ, идентичную первой , установленную таким же образом и образующую с первой ИТ первую пару ИТ, по меньшей мере еще одну пару ИТ, отличающуюс  от первой только площадью поперечного сечени , все трубки соединены с верхней частью питающей емкости, а трубки в каждой паре соединены через свое распределительное устройство, подключенное к выходному РУ и питающей емкости, и снабжены датчиками уровн , установленными в их нижней части, при этом первый

чувствительный элемент датчика разности давлений и датчика уровн  расположены в горизонтальной плоскости, проход щей через нижнюю часть питающей емкости и ИТ

посто нно, а второй чувствительный элемент датчика разности давлений выведен в воздушную полость над топливом в питающей емкости, все датчики и распределитель- ные устройства подключены к блоку

0 управлени , средство дл  св зи с атмосферой установлено в верхней части питающей емкости.

Объединение ИТ одинакового поперечного сечени  в пары дает возможность за5 полнить первую ИТ в то врем , когда идет расходование топлива из другой ИТ пары. Это повышает оперативность использовани  измерител , поскольку из рабочего цикла измерител  исключаетс  врем , в

0 течение которого измеритель не готов к замеру расхода.

Использование в предлагаемом устройстве нескольких пар трубок разного поперечного сечени  позвол ет расширить

5 динамический диапазон измерител  за счет выбора в качестве мерной дозы содержимого той ИТ, расходование которой будет происходить за врем , близкое к оптимальному. Датчик разности давлени  соединен с

0 питающей емкостью дл  того, чтобы обеспечить его работу вблизи верхней границы рабочего диапазона на прот жении многих циклов измерени . Уровень топлива в питающей емкости измен етс  значительно

5 медленнее, чем в ИТ благодар  многократному отличию площадей их сечений, а, следовательно , Объемов и масс топлива, в них содержащихс . Каждый цикл измерени  сопровождаетс  лишь незначительным пони0 жением уровн  топлива в питающей емкости.

Использование датчика разности давлений позвол ет исключить вли ние колебаний атмосферного давлени  на выходной

5 сигнал

На чертеже приведена функциональна  схема устройства измерени  расхода топлива .

Устройство дл  измерени  расхода топ0 лива содержит питающую емкость 1. снабженную датчиком 2 разности давлений, две пары пр мых вертикально расположенных измерительных трубок 3-6, верхние концы которых расположены на уровне верха пи5 тающей емкости, а на нижних част х распо- ложены датчики 7-10 уровн  в горизонтальной плоскости, проход щей в нижней части питающей емкости. Кажда  пара состоит из трубок одинакового сечени , причем сечение трубок второй пары

отличаетс  от сечени  трубок первой пары и может быть рассчитано на измерение расхода топлива в другом диапазоне. Трубки каждой пары св заны через свой распределитель , соответственно 11, 12, с дном питающей емкости и выходным распределителем 13.

Датчики уровн  7-10 и распределители 11-13 подключены к блоку управлени  14. Воздушные полости в верхних част х измерительных трубок соединены с воздушной полостью над топливом в питающей емкости , котора , в свою очередь, соединена с атмосферой посредством устройства 15 дл  конденсации паров топлива.

Принцип измерени  расхода топлива основан на измерении времени расходовани  мерной дозы топлива известной массы в соответствии с формулой (1).

Устройство дл  измерени  расхода топлива двигателем внутреннего сгорани  работает следующим образом.

В исходном положении питающа  емкость заполнена топливом. Распределители 11-13 наход тс  в положении I, представленном на чертеже. Работающий ДВС питаетс  от питающей емкости. Все ИТ представл ют с питающей емкостью сообщающиес  сосуды и заполнены топливом. До начала замера выбираетс  режим работы - однократный или циклический.

По команде Пуск начинаетс  счет количества циклов измерени  и по его значению блок 14 управлени  выбирает ИТ (3 или 4), которую отключают от питающей емкости и подключают к распределителю 13 переводом распределител  в положение II или III соответственно. Втора  ИТ пары остаетс  подключенной к питающей емкости. Производитс  опрос датчика разности давлений 2. Одновременно с запуском счетчика времени блок 14 управлени  переключает распределитель 13 к ДВС и производит расчет массы мерной дозы топлива. По достижении столбом жидкости в ИТ уровн  датчика уровн  блок 14 управлени  прекращает счет времени, вычисл ет значение расхода топлива и выводит его на индикацию . Производитс  анализ полученного значени  расхода. Если измеренный расход не превышает наибольшего дл  данной ИТ, то в зависимости от выбранного в начале режима работы цикл измерени  повтор етс  или завершаетс  переключением всех распределителей в исходное состо ние.

Если измеренное значение расхода топлива больше допустимого, то в зависимости от номера цикла измерени  измерение расхода повтор етс  с одной из трубок пары большого сечени .

Устройство дл  измерени  расхода топлива находитс  в состо нии посто нной го- товности к очередному замеру, поскольку все ИТ, кроме одной, подключены к ДВС и при измерении расхода посто нно заполнены топливом.

Применение устройства дл  конденса- ции паров топлива позвол ет улучшить услови  работы обслуживающего персонала и снизить расход топлива за счет возврата испарившегос  топлива обратно в питающую емкость.

Возможность измер ть при помощи за вленного устройства значени  расхода топлива в широком диапазоне позвол ет использовать его на универсальных стендах дл  испытани  ДВС самой разной мощно- . сти и на различных режимах, характеризующихс  многократным различием значений расходов топлива.

Claims (2)

1.Устройство дл  измерени  расхода топлива, содержащее питающую емкость,

нижн   часть которой св зана через распределительное устройство с нижней частью вертикальной пр мой трубки, верхн   часть которой св зана с верхней частью питающей емкости и минусовым входом диф- манометра. отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оперативности и расширени  динамического диапазона, оно дополнительно снабжено несколькими

вертикально установленными и идентично первой подсоединенными трубками разного диаметра, причем все трубки снабжены датчиками уровн , а плюсовой вход дифма- нометра расположен в питающей емкости

на одном уровне с ними.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что кажда  трубка выполнена с дополнительной идентичной ей трубкой, причем нижние части соответствующих трубок попарно соединены через дополнитель- ные распределительные устройства, а верхние части всех трубок св заны между собой.