RU48410U1

RU48410U1 - FUEL FLOW METER

Info

Publication number: RU48410U1
Application number: RU2004110124/22U
Authority: RU
Inventors: Н.Л. Пузевич; Д.В. Селюк; П.К. Агеев; В.А. Иванов; И.В. Панфилочкин
Original assignee: Военный автомобильный институт
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2005-10-10

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения расхода топлива при диагностировании двигателя внутреннего сгорания в процессе эксплуатации. Технический результат направлен на повышение точности измерения расхода топлива. Технический результат достигается тем, что в расходомер топлива, содержащий корпус, поддон, зажатую между ними диафрагму, которая разделяет внутренний объем на верхнюю и нижнюю полости, шток с возможностью перемещения в направляющей втулке из фторопласта, магнита, установленного в верхней части штока и воздействующего при перемещении диафрагмы со штоком на два геркона, расположенных в каналах корпуса, связанных с электронным блоком, который в свою очередь связан с электромагнитным клапаном, а также пружину, установленную между корпусом и диафрагмой, зажатой в нижней части штока двумя шайбами и гайкой, при этом в него дополнительно введен датчик температуры и резистор включенный в электронный блок управления расходомером.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used to measure fuel consumption when diagnosing an internal combustion engine during operation. The technical result is aimed at improving the accuracy of measuring fuel consumption. The technical result is achieved by the fact that in the fuel flow meter comprising a housing, a pallet, a diaphragm sandwiched between them, which divides the internal volume into the upper and lower cavities, the rod can be moved in a guide sleeve made of fluoroplastic, a magnet installed in the upper part of the rod and acting when moving the diaphragm with the stem by two reed switches located in the channels of the housing connected to the electronic unit, which in turn is connected to the electromagnetic valve, as well as a spring installed between the housing and a diaphragm clamped in the lower part of the stem by two washers and a nut, while a temperature sensor and a resistor included in the electronic control unit of the flowmeter are additionally introduced into it.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения расхода топлива при диагностировании двигателя внутреннего сгорания в процессе эксплуатации.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used to measure fuel consumption when diagnosing an internal combustion engine during operation.

Известен расходомер топлива (Гуменюк В.Н. Расходомер топлива для автомобиля. Радио 1988 - №3, с.16-17), содержащий корпус, поддон, зажатую между ними диафрагму, которая разделяет внутренний объем на верхнюю и нижнюю полости, шток с возможностью свободного перемещения в направляющей втулке из фторопласта, магнита, установленного в верхней части штока и воздействующего при перемещении диафрагмы со штоком на два расположенных в каналах корпуса, геркона, связанные с электронным блоком, который в свою очередь связан с датчиком с электроклапаном, а также пружину, установленную между корпусом и диафрагмой, зажатой в нижней части штока двумя шайбами и гайкой.Known fuel flow meter (Gumenyuk VN Fuel flow meter for a car. Radio 1988 - No. 3, p.16-17) containing a housing, a pallet, a diaphragm sandwiched between them, which divides the internal volume into the upper and lower cavities, the rod with the possibility free movement in the guide sleeve of fluoroplastic, a magnet installed in the upper part of the rod and acting when moving the diaphragm with the rod on two located in the channels of the housing, a reed switch connected to an electronic unit, which in turn is connected to a sensor with an electrovalve, and there is also a spring installed between the body and the diaphragm clamped in the lower part of the stem by two washers and a nut.

Недостатками данного расходомера является высокая погрешность измерения, связанная с тем, что не учитывается погрешность измерения с изменением температуры поступающего топлива в верхнюю полость расходомера.The disadvantages of this flow meter is the high measurement error due to the fact that the measurement error with the temperature of the incoming fuel into the upper cavity of the flow meter is not taken into account.

Технический результат направлен на повышение точности измерения расхода топлива.The technical result is aimed at improving the accuracy of measuring fuel consumption.

Технический результат достигается тем, что в расходомер топлива, содержащий корпус, поддон, зажатую между ними диафрагму, которая разделяет внутренний объем на верхнюю и нижнюю полости, шток с возможностью свободного перемещения в направляющей втулке из фторопласта, магнита, установленного в верхней части штока и воздействующего при перемещении диафрагмы со штоком на два геркона, расположенных в каналах корпуса, связанных с электронным блоком, который в свою очередь связан с датчиком с электроклапоном, а так же пружину, установленную между корпусом и диафрагмой, зажатой в нижней части штока двумя шайбами и гайкой, при этом в него дополнительно введен датчик температуры и резистор, включенный в электронный блок управления расходомером.The technical result is achieved by the fact that in the fuel flow meter, comprising a housing, a pan, a diaphragm sandwiched between them, which divides the internal volume into upper and lower cavities, the rod can be freely moved in the guide sleeve from fluoroplastic, a magnet installed in the upper part of the rod and acting when moving the diaphragm with the stem by two reed switches located in the channels of the housing connected to the electronic unit, which in turn is connected to the sensor with an electrovalve, as well as a spring installed dy housing and a diaphragm clamped in the lower part of the rod two washers and a nut, wherein it additionally introduced a temperature sensor and a resistor connected to the electronic control unit flowmeter.

Отличительными признаками является то, что в него дополнительно введен датчик температуры и резистор включенный в электронный блок управления расходомером.Distinctive features is that an additional temperature sensor and a resistor are included in it, which is included in the electronic control unit of the flowmeter.

На фиг.1 показано устройство расходомера топлива для автомобиля, на фиг.2 - электрическая схема электронного блока управления расходомером, на фиг.3 - гидравлическая схема расходомера топлива.Figure 1 shows the device of the fuel flow meter for the car, figure 2 is an electrical diagram of the electronic control unit of the flow meter, figure 3 is a hydraulic diagram of the fuel flow meter.

Расходомер топлива для автомобиля содержит корпус 1, поддон 2, зажатую между ними диафрагму 3, которая разделяет внутренний объем на верхнюю и нижнюю полости, шток 4 с возможностью свободного перемещения в направляющей втулке из фторопласта 5, топливный насос высокого давления 6, фильтр тонкой очистки 7, пружину 8, датчик температуры 9, установленный в корпусе 1 и связанный с электронным блоком 13, геркон 10, магнит 11, установленный в верхней части штока и воздействующий при перемещении диафрагмы со штоком на два геркона, расположенных в каналах корпуса, связанных с The fuel meter for a car contains a housing 1, a pallet 2, a diaphragm 3 sandwiched between them, which divides the internal volume into the upper and lower cavities, the rod 4 can be freely moved in the fluoroplastic guide sleeve 5, a high pressure fuel pump 6, a fine filter 7 , spring 8, temperature sensor 9 installed in the housing 1 and connected to the electronic unit 13, reed switch 10, magnet 11 installed in the upper part of the rod and acting when moving the diaphragm with the rod on two reed switches located in the channels corps related

электронным блоком 13, состоящим из выключателей SA1, SA2, диодов VD1, VD2, VD3, VD4, контактов K1.1, К1.2, контактов герконов SF1, SF2, резисторов R1, R2, R3, R4, счетчика импульсов E1.electronic unit 13, consisting of switches SA1, SA2, diodes VD1, VD2, VD3, VD4, contacts K1.1, K1.2, contacts of reed switches SF1, SF2, resistors R1, R2, R3, R4, pulse counter E1.

Электронный блок 13 в свою очередь связан с электромагнитным клапаном 12, датчиком с электроклапоном14, пружиной 8, установленной между корпусом, диафрагмой и датчиком температуры 9.The electronic unit 13, in turn, is connected with an electromagnetic valve 12, a sensor with an electrovalve 14, a spring 8 installed between the housing, the diaphragm, and the temperature sensor 9.

Расходомер работает следующим образом.The flow meter operates as follows.

В верхнее положение диафрагма 3 переходит под действием разрежения, создаваемого топливоподкачивающим насосом при расходовании топлива ТНВД, а в нижнее ее возвращает пружина 8. Для включения датчика в топливную магистраль предусмотрены два штуцера на корпусе.The diaphragm 3 goes to the upper position under the influence of the vacuum created by the fuel-pumping pump when the fuel pump is consumed, and the spring 8 returns it to the lower position. There are two fittings on the housing for connecting the sensor to the fuel line.

Гидравлическая схема расходомера показана на фиг.3 через канал 3 и электроклапан топливо от фильтра тонкой очистки поступает в канал 2 и заполняет верхнюю полость датчика, а через канал 4 поступает в топливоподкачивающий насос. Переключается клапан под действием сигналов электронного блока 13, управляемого герконовым коммутатором датчика.The hydraulic circuit of the flow meter is shown in Fig. 3 through channel 3 and the solenoid valve fuel from the fine filter enters channel 2 and fills the upper cavity of the sensor, and through channel 4 enters the fuel priming pump. The valve switches under the action of the signals of the electronic unit 13, controlled by a reed switch of the sensor.

При включении выключателя питания электронного блока 13 SA2 (при этом переключатель «Выкл.» - «Замер» находится в положении «Выкл.») ток проходит через обмотку электромагнита клапана Y1, он открывается и топливо постоянно проходит через датчик расходомера, замер расхода топлива не осуществляется. При переведении переключателя SA1 в положении «Замер», обмотка клапана обесточивается, канал перекрывается. Диафрагма 3 находится в нижнем положении. По мере выработки двигателем топлива из верхней полости датчика диафрагма 3 за счет разрежения будет медленно подниматься, сжимая пружину 8.When the power switch of the electronic unit 13 SA2 is turned on (the “Off” - “Metering” switch is in the “Off” position), the current passes through the coil of the solenoid valve Y1, it opens and the fuel constantly passes through the flow meter sensor, fuel consumption measurement is not carried out. When the switch SA1 is in the “Metering” position, the valve winding is de-energized, the channel is blocked. Aperture 3 is in the lower position. As the engine generates fuel from the upper cavity of the sensor, the diaphragm 3 will slowly rise due to rarefaction, compressing the spring 8.

При достижении верхнего положения сработает геркон 10 и электроклапан 14 откроет канал 2. Под действием сжатой пружины 8 диафрагма 3 быстро переместиться вниз, в исходное положение. При этом верхняя полость заполняется топливом. Далее цикл работы повторяется.When reaching the upper position, the reed switch 10 will work and the electrovalve 14 will open the channel 2. Under the action of the compressed spring 8, the diaphragm 3 quickly move down to its original position. In this case, the upper cavity is filled with fuel. Next, the cycle of work is repeated.

Электронный блок 13 подключают к датчику и электроклапану 14 гибким кабелем через разъем ХТ1. Герконы SF1 и SF2 установлены в датчике (на схеме они изображены в положении, когда магнит не воздействует ни на один из них). В исходном положении транзистор VT1 закрыт, контакты К1.2 реле К1 разомкнуты и обмотка электромагнита клапана Y1 обесточена. Магнит датчика находится рядом с герконом SF2, поэтому геркон тока не проводит.The electronic unit 13 is connected to the sensor and the electrovalve 14 with a flexible cable through the connector ХТ1. Reed switches SF1 and SF2 are installed in the sensor (in the diagram they are shown in the position when the magnet does not affect any of them). In the initial position, the transistor VT1 is closed, the contacts K1.2 of the relay K1 are open and the coil of the valve Y1 solenoid is de-energized. The sensor magnet is located next to the reed switch SF2, so the reed switch does not conduct current.

По мере расхода топлива из верхней полости датчика магнит медленно перемещается от геркона SF2 к геркону SF1. В некоторый момент геркон SF2 замкнется, но это не вызовет ни каких изменений в блоке. В конце хода магнит замкнет геркон SF1 и через него и резистор R2 потечет базовый ток транзистора VT1. Транзистор откроется, сработает реле К1 и контактами К1.2 включит электромагнит клапана, а контактами К 1.1 замкнет цепь питания счетчика импульсов Е1.As fuel flows from the upper cavity of the sensor, the magnet slowly moves from the reed switch SF2 to the reed switch SF1. At some point, the reed switch SF2 will close, but this will not cause any changes in the block. At the end of the stroke, the magnet closes the reed switch SF1 and the base current of the transistor VT1 flows through it and the resistor R2. The transistor will open, the relay K1 will trip and the contacts K1.2 will turn on the valve electromagnet, and the contacts K 1.1 will close the power circuit of the pulse counter E1.

В результате диафрагма 3 вместе с магнитом начнут быстро перемещаться вниз. В некоторый момент геркон SF1 после обратного переключения разорвет цепь базового тока транзистора, но он останется открытым, так как базовый ток теперь протекает через замкнутые контакты К1.1, диод VD2 и геркон SF2. Поэтому шток с диафрагмой и магнитом продолжат движения в конце обратного хода магнит переключит геркон SF2, транзистор закроется, As a result, the diaphragm 3 together with the magnet will begin to quickly move down. At some point, the reed switch SF1 after the reverse switching will break the base current circuit of the transistor, but it will remain open, since the base current now flows through the closed contacts K1.1, the diode VD2 and the reed switch SF2. Therefore, the rod with the diaphragm and magnet will continue to move at the end of the reverse stroke, the magnet will switch the reed switch SF2, the transistor will close,

обмотка электромагнита клапана Y1 и счетчик импульсов Е1 выключатся.the solenoid coil of valve Y1 and the pulse counter E1 will turn off.

От датчика температуры 9 электрический сигнал поступает через резистор R4 на электронный блок 13, где обрабатывается информация о температуре топлива и выводится на монитор. Система вернется в исходное состояние и начнется новый цикл ее работы. По прошествии 10 циклов срабатывания датчика расходомера счетчик импульсов Е1 прекращает замер и выводит на экран электронного блока 13 информацию о расходе топлива. Контроль замера осуществляется с помощью фотодиода HL1.From the temperature sensor 9, an electric signal is fed through a resistor R4 to an electronic unit 13, where information about the temperature of the fuel is processed and displayed on the monitor. The system will return to its original state and a new cycle of its operation will begin. After 10 cycles of operation of the flowmeter sensor, the pulse counter E1 stops the measurement and displays information on fuel consumption on the screen of the electronic unit 13. Measurement control is carried out using the HL1 photodiode.

Таким образом, счетчик импульсов Е1 фиксирует число циклов срабатывания датчика, время замера, принимает данные с датчика температуры и при понижении температуры плотность топлива повышается при этом объем остается неизменным, масса израсходованного топлива уменьшается, поэтому чтобы узнать часовой расход топлива нужно учитывать поправку на температуру топлива, обработав полученную информацию, отображает на экране электронного блока 13 часовой расход топлива. Каждый цикл соответствует определенному объему израсходованного топлива, который равен объему пространства ограниченного диафрагмой в верхнем и нижнем положениях. Объем наддиафрагменного пространства (навеска) вводится нажатием соответствующих клавиш на счетчике импульсов Е1 перед началом замера. Учет влияния погрешности измерения расхода топлива с изменением температуры поступающего топлива в полость «а» определяется электронным блоком 13 по формуле:Thus, the pulse counter E1 captures the number of sensor operation cycles, the measurement time, receives data from the temperature sensor, and when the temperature decreases, the fuel density increases while the volume remains unchanged, the mass of consumed fuel decreases, therefore, to find out the fuel consumption, you need to take into account the correction for fuel temperature Having processed the received information, displays the hourly fuel consumption on the screen of the electronic unit 13. Each cycle corresponds to a certain amount of spent fuel, which is equal to the volume of space bounded by the diaphragm in the upper and lower positions. The amount of over-aperture space (hitch) is entered by pressing the corresponding keys on the pulse counter E1 before starting the measurement. The influence of the error in measuring fuel consumption with a change in the temperature of the incoming fuel into the cavity "a" is determined by the electronic unit 13 according to the formula:

Где Q_τ - расход топлива, кг/с;Where Q _τ - fuel consumption, kg / s;

q - количество топлива, поступающего в ТНВД за один цикл работы, м³;q - the amount of fuel entering the fuel pump for one cycle of work, m ³ ;

N - число срабатываний расходомера;N is the number of times the meter has been triggered;

τ - время продолжительности замера расхода топлива, с;τ is the time duration of the measurement of fuel consumption, s;

τ'- время заполнения верхней полости расходомера топливом, с;τ'- time of filling the upper cavity of the flowmeter with fuel, s;

ρ₂₀- плотность топлива при температуре 20°С, кг/м³;ρ ₂₀ - fuel density at a temperature of 20 ° C, kg / m ³ ;

t - температура в верхней полости расходомера, С°;t is the temperature in the upper cavity of the flow meter, ° C;

Δ - температурная поправка, кг/м³.Δ is the temperature correction, kg / m ³ .

Источник информации:Sourse of information:

1. Селюк Д.В. «Метод диагностирования дизелей ВАТ по часовому расходу топлива». Учебник. - М.: ЭКСМО - 2003 г.1. Selyuk D.V. "Method for the diagnosis of BAT diesel engines by hourly fuel consumption." Textbook. - M .: EKSMO - 2003.

Claims

A fuel flow meter comprising a housing, a pallet, a diaphragm sandwiched between them, which divides the internal volume into upper and lower cavities, a rod with the possibility of free movement in the guide sleeve of a fluoroplastic magnet installed in the upper part of the rod and acting when moving the diaphragm with the rod by two, located in the channels of the housing, a reed switch connected to the electronic unit, which, in turn, is connected to the sensor with an electrovalve, as well as a spring installed between the housing and the diaphragm clamped in the lower part STI rod two washers and a nut, characterized in that the flowmeter is inserted the temperature sensor and a resistor connected to the electronic control unit flowmeter.