КОМБИНИРОВАННЫЙ ПОРШНЕВОЙ РАСХОДОМЕР ТОПЛИВА

Полезная модель относится к контрольно-измерительным средствам для учета расхода топлива двигателями внутреннего сгорания и может быть использована в системе научно-исследовательских организаций и конструкторских бюро, занимающихся разработкой систем контроля эффективности использования машинно-тракторных агрегатов.
Известен дифференцирующий расходомер топлива, содержащий разделенные на две внутренние полости корпус с жестко закрепленными на внутренней его поверхности электромагнитными клапанами, закрытыми защитным кожухом, и электронный блок, к которому подключены элементы получения измерительного сигнала, включающие фотодиод и светодиод, жестко закрепленные на внутренней поверхности корпуса, и планка с оптическим растром, а также элементы управления электромагнитными клапанами в виде фотодиода и светодиода, жестко закрепленных на внутренней поверхности корпуса, и флажка, при этом электромагнитные клапаны соединены с верхней и нижней частями корпуса с помощью каналов, внутренняя полость корпуса разделена на две части с помощью поршня, в нижней полости корпуса жестко закреплены закрытые защитным кожухом электромагнитные клапаны, в элементах управления которых флажок, а в элементах получения измерительного сигнала планка с оптическим растром жестко соединены с поршнем, при этом электронный блок содержит устройство цифровой индикации производной по времени текущих значений расхода топлива, устройство дифференцирования поступающего измерительного сигнала и устройство управления работой электромагнитных клапанов, первый и второй входы которого соединены с выходами электромагнитных клапанов, а третий и четвертый входы - с элементами управления электромагнитными клапанами в виде двух фотодиодов и двух светодиодов, элементы получения измерительного сигнала в виде фотодиода и светодиода подключены к входу устройства дифференцирования поступающего измерительного сигнала, выход которого подключен к входу устройства цифровой индикации производной по времени текущих значений расхода топлива (RU №88141, МПК G01F 9/00. опубл. 27.10.2009).
Недостатком известного устройства является отсутствие возможности регистрации и накопления данных о значениях расхода топлива, необходимых в дальнейшем для проведения анализа об эффективности использования машинно-тракторного агрегата, текущего диагностирования и оценки технического состояния двигателя трактора, а также измерения наработки трактора, выраженной в литрах израсходованного топлива, для проведения периодического технического обслуживания.
Технический результат заключается в возможности регистрации и накопления данных о значениях расхода топлива, характеризующих эффективность использования машинно-тракторного агрегата, техническое состояние двигателя и наработку трактора до очередного планового технического обслуживания.
Технический результат достигается тем, что комбинированный поршневой расходомер топлива содержит корпус с жестко закрепленными на его внешней поверхности электромагнитными клапанами, закрытыми защитным кожухом, и электронный блок, к которому подключены элементы получения измерительного сигнала, включающие фотодиод и светодиод, жестко закрепленные на внутренней поверхности корпуса, и планку с оптическим растром, а также элементы управления электромагнитными клапанами в виде фотодиодов и светодиодов, жестко закрепленных на внутренней поверхности корпуса, и флажка, внутренняя полость корпуса разделена на две части с помощью поршня. Верхняя и нижняя полости корпуса с помощью каналов соединены с электромагнитными клапанами, в элементах управления которых флажок, а в элементах получения измерительного сигнала планка с оптическим растром жестко соединены с поршнем. Электронный блок содержит устройство цифровой индикации производной по времени текущих значений расхода топлива, устройство дифференцирования поступающего измерительного сигнала и устройство управления работой электромагнитных клапанов, первый и второй входы которого соединены с выходами электромагнитных клапанов, а третий и четвертый выходы - с элементами управления электромагнитными клапанами в виде двух фотодиодов и двух светодиодов. Кроме того, электронный блок дополнительно содержит устройство записи и хранения информации, первый вход которого соединен с элементами получения измерительного сигнала и с входом устройства дифференцирования поступающего измерительного сигнала, выходом подключенный к второму входу устройства записи и хранения информации, третий вход которого подключен к выходу устройства управления работой электромагнитных клапанов, первый выход устройства записи и хранения информации подключен к входу устройства индикации суммарного расхода топлива, второй выход - к входу устройства цифровой индикации текущих значений и производной по времени текущих значений расхода топлива, третий выход - к входу интерфейса передачи данных, к выходу которого подключен переносной модуль памяти.
На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, включающая корпус 1 с жестко закрепленными на нем электромагнитными клапанами 2, 3, закрытыми защитным кожухом 4, и электронный блок 5. Внутренняя полость корпуса 1 разделена на две части А и Б с помощью поршня 6, к которому крепится шток поршня 7. Электромагнитные клапаны 2, 3 соединены с верхней А и нижней Б внутренними частями корпуса 1 с помощью каналов 8-11 и подключены к первому и второму входам устройства управления работой электромагнитных клапанов 12 электронного блока 5, третий и четвертый входы которого подключены к элементам управления электромагнитными клапанами в виде двух фотодиодов 13, 14 и двух светодиодов 15, 16, закрепленных на внутренней поверхности нижней части Б корпуса 1, и флажка 17, соединенного с поршнем 6. Элементы получения измерительного сигнала в виде фотодиода 18 и светодиода 19, закрепленные на внутренней поверхности нижней части Б корпуса 1, и планки с оптическим растром 20, соединенной с поршнем 6, подключены к входу устройства дифференцирования поступающего измерительного сигнала 21 электронного блока 5, а также к первому входу устройства записи и хранения информации 22 электронного блока 5. Ко второму и третьему входу устройства записи и хранения информации 22 подключены соответственно выходы устройства дифференцирования поступающего измерительного сигнала 21 и устройства управления работой электромагнитных клапанов 12. Первый и второй выходы устройства записи и хранения информации 22 подключены соответственно к входам устройства индикации суммарного расхода топлива 23 и устройству цифровой индикации текущих значений и производной по времени текущих значений расхода топлива 24 электронного блока 5. Третий выход устройства записи и хранения информации 22 подключен к интерфейсу передачи данных 25 стандарта USB 2.0 электронного блока 5. Для съема накопленных данных устройством записи и хранения информации 22 к нему, через интерфейс передачи данных 25 стандарта USB 2.0 электронного блока 5, подключен переносной модуль памяти 26 USB Flash Drive.
Устройство работает следующим образом. Топливо от подкачивающего насоса двигателя внутреннего сгорания через электромагнитный клапан 2 поступает по каналу 8 в полость А. Под действием давления поступающего топлива поршень 6 и прикрепленный к нему шток поршня 7, будет перемещаться вниз, вытесняя из полости Б по каналу 11 через электромагнитный клапан 3 единичный объем топлива. При достижении поршневой системы крайнего нижнего положения перекрывается флажком 17 поток инфракрасного излучения от светодиода 15 на фотодиод 13. В этот момент происходит переключение электромагнитных клапанов 2, 3 и топливо от подкачивающего насоса будет поступать через клапан 2 по каналу 10 в полость Б. Под действием давления поступающего топлива поршень 6 и прикрепленный к нему шток поршня 7, будут перемещаться вверх, вытесняя из полости А по каналу 9 через электромагнитный клапан 3 единичный объем топлива. При достижении поршневой системы крайнего верхнего положения перекрывается флажком 17 поток инфракрасного излучения от светодиода 16 на фотодиод 14. В этот момент происходит переключение электромагнитных клапанов 2, 3. Далее цикл работы повторяется. Поток инфракрасного излучения со светодиода 19 на фотодиод 18 путем перемещения планки с оптическим растром 20 будет прерываться с частотой пропорциональной изменению объема наполнения (опорожнения) полостей А и Б, т.е. со скоростью изменения потребления топлива двигателем внутреннего сгорания. Далее импульсный ток фотодиода 18 поступает на вход устройства дифференцирования поступающего измерительного сигнала 21, представляющего собой микропроцессорную систему на основе элементов сравнения, где производится вычисление производной по времени текущих значений расхода топлива, и на вход устройства записи и хранения информации 22. Устройство записи и хранения информации 22, выполненное на базе одноплатного компьютера, осуществляет запись и хранение поступающей на него информации о суммарных, текущих значениях и производной по времени текущих значений расхода топлива. Параллельно с записью, значения расхода топлива высвечиваются устройством индикации суммарного расхода топлива 23, представляющего собой электромагнитный счетчик импульсов, и устройством цифровой индикации текущих значений и производной по времени текущих значений расхода топлива 24, выполненного на основе цифрового вольтметра. Устройство цифровой индикации текущих значений и производной по времени текущих значений расхода топлива работает в двух режимах: режим 1 - индикация производной по времени текущих значений расхода топлива; режим 2 - индикация текущих значений расхода топлива. Для съема накопленных данных устройством записи и хранения информации 22 к нему, через интерфейс передачи данных 25 стандарта USB 2.0 электронного блока 5, подключается переносной модуль памяти 26 USB Flash Drive.
По сравнению с известным решением предлагаемое устройство позволяет осуществлять регистрацию и накопление данных о значениях расхода топлива, характеризующих эффективность использования машинно-тракторного агрегата, техническое состояние двигателя и наработку трактора до очередного планового технического обслуживания.