RU2331047C2 - Device to measure diesel engine fuel flow rate - Google Patents
Device to measure diesel engine fuel flow rate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331047C2 RU2331047C2 RU2006134459/28A RU2006134459A RU2331047C2 RU 2331047 C2 RU2331047 C2 RU 2331047C2 RU 2006134459/28 A RU2006134459/28 A RU 2006134459/28A RU 2006134459 A RU2006134459 A RU 2006134459A RU 2331047 C2 RU2331047 C2 RU 2331047C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- microcontroller
- output
- inputs
- injection pump
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Устройство предназначено для использования на дизелях, преимущественно транспортного типа, в частности тепловозных.The device is intended for use on diesel engines, mainly of transport type, in particular diesel ones.
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).From the technical literature there are numerous designs of flow meters, liquid and gas meters. For the purpose of measuring the flow rate of diesel fuel itself, the most advanced are roller-blade flow meters of the amount of liquid (1), which are designed to accurately measure the volume and flow rate of various working media (liquids and gases) at operating pressures up to 40 MPa (400 bar). Unlike turbine flow meters and other types of flow meters, roller-blade flowmeters provide an accuracy of measuring volumetric flow rates of about 0.1% over a wide range of viscosities of working media and do not require re-calibration for a long time. The structural difference between the OR series flowmeters and the RLG series flowmeters is in the design of the rotor and separator rollers: in the OR-flow meters there are a two-blade rotor and two separator rollers, each of which has one slot for the passage of the blades with a gear synchronization mechanism with a gear ratio u = 2 :one. In RLG-flowmeters there is a three-blade rotor and separator rollers with two grooves (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).The indicated type of devices has some drawbacks, namely, the accuracy of measuring the fuel consumption in the system decreases with low consumption, for example, when the engine is idling, as well as in the presence of air in the fuel (drain pipe from the engine to the fuel tank - return).
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.The closest in technical essence is the device (2), containing sensors of the length of the output of the rail of the fuel injection pump and the speed of rotation of the crankshaft, connected via signal generation units to the recording device. Compared to roller-blade flowmeters (1), greater reliability of measuring the volume of fuel entering the engine is provided here.
Оно и принято за прототип. Однако применяемые здесь схемные решения не позволяют обеспечить требуемую в современных условиях точность контроля массы расходуемого топлива.It is taken as a prototype. However, the circuit solutions used here do not make it possible to ensure the accuracy of controlling the mass of spent fuel required in modern conditions.
Техническим результатом является повышение надежности и точности измерения расхода топлива.The technical result is to increase the reliability and accuracy of measuring fuel consumption.
Сущность изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства, а именно измерении не только объема, но и массы потребляемого топлива.The invention consists in expanding the functionality of the device, namely the measurement of not only the volume, but also the mass of fuel consumed.
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.To this end, the composition of the known device (2), containing sensors of the output length of the rail of the fuel injection pump and the speed of rotation of the crankshaft, connected via signal generation units to the recording device, additionally includes temperature and pressure sensors of the fuel, a correction unit and a microcontroller, outputs of temperature and pressure sensors connected to the signal generating units, the outputs of all the signal generating units of the sensors of the length of the rail output of the fuel injection pump, crankshaft rotation speed a, temperatures and pressures are connected to the corresponding inputs of the microcontroller, the output of the signal conditioning unit of the crankshaft speed sensor is also connected to the input of the correction unit, the output of which, in turn, is connected to the input of the microcontroller, the outputs of the microcontroller are connected to the fuel consumption recording device and to the inputs on-board (trip) computer.
На чертеже представлена структурная схема устройства.The drawing shows a structural diagram of a device.
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.The inventive device comprises a crankshaft speed sensor 1 connected to a signal generating unit 2, a fuel injection pump rail output length sensor 3 connected to a signal generating unit 4, a temperature sensor 5 connected to the signal generating unit 6, a pressure sensor 7 connected to the unit 8 signal generation, the outputs of all signal conditioning units are connected to the corresponding inputs of the microcontroller 9, the output of the signal generation unit 2, the crankshaft speed sensor 1 is connected n also to the input correction unit 10, whose output, in turn, connected to the input 9 of the microcontroller, the microcontroller outputs 9 connected to the recording device 11, the fuel consumption and the inputs of the onboard (route) of the computer 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.The correction unit 10 has a recording input from an external device 13, and the fuel consumption recording device 11 has outputs for connecting an external reader 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.The inventive device operates as follows. When the engine (locomotive) is operating, the primary signal from the crankshaft speed sensor 1 is supplied to the signal generation unit 2. The operation of the signal generation unit 2 is to convert the primary signal about the speed of rotation of the crankshaft into a sequence of pulses with a frequency directly proportional to the number of revolutions. Numerous circuit designs of such signal conditioners are known, for example (3). Information about the amount of fuel entering the engine per revolution of the crankshaft is obtained indirectly as the output length of the rail of the fuel injection pump. During engine operation, the fuel pump rail moves in accordance with the change in fuel supply, while at the same time the plungers of all sections are rotated (4). The measurement of fuel volume is carried out by the sensor 3 of the output length of the rail of the fuel injection pump connected to the signal generation unit 4, the output of which appears a pulse train with a frequency directly proportional to the length of the output of the rail of the fuel injection pump. Directly at the output of the fuel injection pump, a temperature sensor 5 connected to the signal generation unit 6 and a fuel pressure sensor 7 connected to the signal generation unit 8 are installed. Thus, the inputs of the microcontroller 9 receive information in the form of pulse signals about the frequency of rotation of the crankshaft, the amount of fuel entering the engine in one revolution, and also about the temperature and pressure of the fuel directly in the engine. This allows not only to determine the amount of incoming fuel, but also taking into account data on temperature and pressure to determine the mass of fuel. Improving the accuracy is achieved by introducing amendments to the volumetric coefficients of thermal expansion (k 1 ) and fuel compressibility (k 2 ) in the calculation equation solved by microcontroller 9. The temperature of the fuel entering the engine differs significantly from the temperature of the fuel in the tank (depending on specific conditions, varies from 30 to 100 ° C). A change in fuel temperature of only 30 ° C compared with the initial one leads to an increase in volume by almost 4%, and the effect of excess pressure, for example, 10 MPa, leads to a decrease in volume by 2.3%. As a result of data processing taking into account adjustments for the temperature and pressure of the fuel in the microcontroller 9, updated information is generated not only about volumetric, but also mass current fuel consumption. This information is further corrected by control signals from the correction unit 10, which provides control signals depending on the engine speed. A preliminary record of the control signals in the block 10 of the correction is carried out at the stage of rheostatic tests of the engine, which are used to measure the mass flow rate of fuel taking into account the discharge of part of the fuel into the fuel tank. Thus, the final information about the current fuel consumption in the microcontroller 9 is adjusted according to the statistical dependencies established at the stage of rheostatic testing of the engine for a different number of revolutions.
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.As a result, information on the real fuel consumption is generated at the output of the microcontroller 9, which then goes to the recording device 11 and to the on-board (trip) computer 12. The presence of a trip computer will allow us to assess whether the fuel consumption corresponds to the actual load mode, choose the best alternative place for the next refueling, and some other tasks. Periodic monitoring of fuel consumption in the absence of an on-board (trip) computer 12 can be carried out using an external device 14 for reading information.
ЛитератураLiterature
1. Внедрение на тепловозах роликово-лопастных расходомеров. Кокоткин В.З., Туров Л.С., Балабин В.Н. Интернет-сайт http://www.miit.ru/raskhod.htm. 21.01.2004.1. The introduction of locomotive roller-blade flowmeters. Kokotkin V.Z., Turov L.S., Balabin V.N. Website http://www.miit.ru/raskhod.htm. 01/21/2004.
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.2. Device for measuring diesel fuel consumption. Tretyakov A.P., Makhanko M.G., Pupynin V.N., Zhukov V.I., Vikdorchik M.B., Glazkov A.I. A.S. No. 364845 by class G01F 9/00, publ. BI No. 5, 1973
3. Фролкин В.Т., Попов Л.Н. Импульсные и цифровые устройства. М., Радио и связь, 1992. - 336 с.3. Frolkin V.T., Popov L.N. Pulse and digital devices. M., Radio and Communications, 1992 .-- 336 p.
4. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. Роговцев В.Л., Пузанков А.Г., Олдфильд В.Д. М., Транспорт. 1999, - 430 с.4. The device and operation of vehicles. Rogovtsev V.L., Puzankov A.G., Oldfield V.D. M., Transport. 1999, - 430 s.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134459/28A RU2331047C2 (en) | 2006-09-29 | 2006-09-29 | Device to measure diesel engine fuel flow rate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134459/28A RU2331047C2 (en) | 2006-09-29 | 2006-09-29 | Device to measure diesel engine fuel flow rate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006134459A RU2006134459A (en) | 2008-04-10 |
| RU2331047C2 true RU2331047C2 (en) | 2008-08-10 |
Family
ID=39746562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006134459/28A RU2331047C2 (en) | 2006-09-29 | 2006-09-29 | Device to measure diesel engine fuel flow rate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2331047C2 (en) |
-
2006
- 2006-09-29 RU RU2006134459/28A patent/RU2331047C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006134459A (en) | 2008-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111613818B (en) | Method for calculating residual hydrogen of fuel cell hydrogen system | |
| CN101230807B (en) | Air filter throttle monitoring without pressure sensor before choker | |
| CN101290242A (en) | Diesel oil automobile, boat real time running oil consumption detection device | |
| CN202522295U (en) | System for calibrating turbine flow meter under condition of large flow of low-temperature medium | |
| US8677748B2 (en) | Fresh air flow estimation | |
| CN107941307A (en) | A kind of large-scale liquid engine propellant flow rate field calibration system and method for routine | |
| CN201672946U (en) | Mass flow type fuel oil consumption measuring instrument | |
| CN102155962B (en) | System and method for accurately measuring instantaneous oil consumption value of automobile | |
| CN101852636A (en) | Method for calculating oil content in oil tank of unmanned plane | |
| CN105954146A (en) | Portable multifunctional comprehensive oil liquid tester | |
| CN202074999U (en) | Quick measuring device for machine oil consumption of dry type oil pan engine | |
| RU2331047C2 (en) | Device to measure diesel engine fuel flow rate | |
| CN106197623A (en) | A kind of positive displacement high-pressure flowmeter based on weight method demarcates hydraulic system and experimental technique | |
| CN108444563A (en) | Fuel tank fuel quantity detection device based on pressure balance type | |
| CN106248160A (en) | The detecting system of fuel flowmeter and detection method | |
| RU2331048C2 (en) | Method and system of measurement, recording and control over internal combustion engine fuel consumption and engine state monitoring | |
| RU2474715C1 (en) | Method of defining ice health and electronic device to this end | |
| RU2686451C1 (en) | Method of calibrating a gas flow meter | |
| RU2279640C2 (en) | Method and device for measuring mass flow rate | |
| CN201196585Y (en) | Vehicle-mounted small flow meter calibrating apparatus | |
| RU2821292C1 (en) | Method of measuring fuel consumption in diesel internal combustion engines and device for its implementation | |
| CN102400738B (en) | Method for improving engine oil filling accuracy of engine oil filling machine of automobile engine and system thereof | |
| RU2273016C2 (en) | Arrangement for hydrodynamic measuring of density | |
| CN202485859U (en) | Device for checking helicopter engine torque system | |
| CN112415089B (en) | Pump system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140930 |