Результат интеллектуальной деятельности: РАСХОДОМЕР ТОПЛИВА ДЛЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам измерения расхода топлива автотракторных дизелей на основе датчика гидростатического давления жидкости, и может быть использовано для энергетической оценки двигателей как на тормозных стендах в стационарных условиях, так и на автомобилях в условиях эксплуатации.

Известно устройство "Преобразователь расхода топлива" (патент SU 1793236 А1), которое содержит корпус с расположенной в его верхней части мерной трубой, электромагнитный клапан, датчик давления, входной и выходной патрубки.

Недостатками данного устройства являются:

- большая погрешность измерения расхода топлива в дизельных двигателях из-за непосредственного подключения сливной магистрали системы питания к мерной трубе расходомера, связанной с поступлением в нее нестационарного потока горячего вспененного топлива, значительно снижающего точность измерения гидростатического давления в ней;

- возможность образования воздушных пробок в топливной магистрали низкого давления из-за небольшой емкости мерного цилиндра, где вспененное топливо приводит к их образованию, что приводит к остановке работы двигателя.

Технический результат заявленного технического решения направлен на повышение точности измерения расхода топлива в дизельных автотракторных двигателях и устранение возможности возникновения воздушных пробок в магистрали низкого давления их топливных систем.

Технический результат достигается тем, что устройство дополнительно снабжено пеногасительной камерой, соединенной трубопроводом со сливной магистралью топливной системы двигателя для пеногашения, из которой отстоявшееся топливо поступает в мерный цилиндр. Микропроцессорный измерительный прибор переносного типа с устройством индикации дистанционно управляет работой расходомера при помощи четырехканального электромагнитного клапана. Указанный четырехканальный электромагнитный клапан необходим для подключения мерного цилиндра во время измерения расхода топлива, наполнения его топливом при подготовке к измерению расхода топлива и отключения мерного цилиндра при работе двигателя от штатной топливной системы при завершении проведения измерений.

Принципиальная схема устройства для подключения его к топливной системе двигателя представлена на фиг. 1.

Устройство состоит из мерного цилиндра 1, пеногасительной камеры 2, четырехканального электромагнитного клапана 3, датчика давления 4, микропроцессорного измерительного прибора 5.

Устройство подключается к топливной системе дизельного двигателя, состоящей из топливного бака 6, фильтра грубой очистки топлива 7, топливного насоса высокого давления 8, фильтра тонкой очистки топлива 9, топливоподкачивающего насоса 10, форсунок 11.

При подключении расходомера к топливной системе дизельного двигателя перед проведением измерений четырехканальный электромагнитный клапан 3 соединяет топливный бак автомобиля с мерным цилиндром 1 (канал К₂). Система питания двигателя работает от топливного бака 6 (канал К₁ закрыт, К₃ открыт, К₄ открыт), сливная магистраль открыта и топливо поступает в бак 6 и частично в пеногаситель 2 расходомера до его заполнения. Измерительный прибор 5 сигнализирует о готовности к проведению измерений посредством ЖКИ ("Готов").

При измерении расхода топлива на каком-либо режиме работы двигателя из мерного цилиндра вырабатывается 100-граммовая навеска топлива, которая рассчитывается микропроцессорным устройством по формуле

где Р - давление, измеренное при помощи датчика давления устройства, кг/см²;

S - площадь поверхности топлива в мерном цилиндре, см².

При этом микропроцессорным устройством отсчитывается время, за которое двигатель израсходует эту навеску. По результатам измерения микропроцессорное устройство вычисляет часовой расход топлива по формуле

где Δm - навеска топлива, г;

Δt - время расходования навески топлива, с;

3,6 - коэффициент перевода единиц измерения.

Измерение расхода части топлива из мерного цилиндра (100 г навески) обеспечивает гарантированную, без воздушных пробок, работу топливной системы. После окончания замера микропроцессорный прибор посредством электромагнитного клапана соединяет топливный бак с мерным цилиндром расходомера для его наполнения. О готовности прибора к работе сигнализирует жидкокристаллический индикатор.

При проведении измерения двигатель выводится на необходимый установившийся режим работы, далее на клавиатуре измерительного прибора 5 нажимается кнопка "Измерение". По программе, записанной в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) микропроцессора измерительного прибора 5, открывается канал К₁ электромагнитного клапана и закрываются остальные каналы К₂, К₃, К₄. Питание двигателя осуществляется из мерного цилиндра 1, сливная магистраль также подключается к нему через пеногаситель 2. Включается таймер микропроцессора для измерения времени расходования 100-граммовой навески топлива, которая отслеживается при помощи датчика давления 4 и постоянной величины - площади поверхности топлива в мерном цилиндре 1. Микропроцессор с дискретностью измерения 10 мкс вычисляет расход топлива по формуле (1). Как только расход топлива достигнет 100 граммов, микропроцессор выключает таймер и по формуле (2) вычисляет часовой расход топлива, при этом канал К₁ отключает подачу топлива из мерного цилиндра 1, канал К₂ подключает топливный бак 6 для наполнения мерного цилиндра, каналы К₃ и К₄ открывают подающую и сливную магистрали топливной системы двигателя. Когда мерный цилиндр 1 заполнится топливом, измерительный прибор 5 покажет готовность расходомера к измерению.

Такой расходомер топлива может использоваться как при стендовых испытаниях двигателей, так и в условиях эксплуатации при оценке их общего технического состояния.

Актуальность разработки устройства обусловлена тем, что расход топлива (G_т) - один из важнейших показателей не только экономичности двигателей, но и технического состояния их топливной аппаратуры, цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения расхода топлива в дизельных автотракторных двигателях и устранение возможности возникновения воздушных пробок в магистрали низкого давления его топливной системы.