УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТОПЛИВА ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к области транспорта и может быть использована для измерения расхода топлива подвижного состава, оборудованного дизель-генераторными установками.
При эксплуатации транспортных и технологических машин с дизель-генераторными энергетическими установками необходимо с достаточной точностью обеспечивать оперативный учет расхода топлива. Известно устройство для контроля удельного расхода топлива дизель-генераторной установки локомотива (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1705146, МПК B60L 3/12), содержащее блоки умножения, измерители частоты вращения коленчатого вала и положения рейки топливного насоса, делитель, коммутаторы, блок индикации, транскриптор и регистратор.
Недостатками данного устройства является измерение расхода топлива на основе показаний датчиков частоты вращения коленчатого вала и положения рейки топливного насоса, что снижает точность измерений по причине отсутствия объективной информации о реальной величине нагрузки на дизель-генератор, а также невозможность использования современных информационных компьютерных систем отображения и передачи информации.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство учета расхода массы дизельного топлива тепловозом с электрической передачей (см. патент Республики Беларусь №8766, МПК G01F 9/00), состоящее из множительного блока, счетчика машинного времени, устройства отображения результатов и общего электросчетчика, выполненного с возможностью настройки его показаний на учет расхода дизельного топлива в килограммах.
Недостатками данного устройства является недостаточная точность измерений, поскольку пересчет потребленной электроэнергии в килограммы дизельного топлива производится с помощью расчетного топливного эквивалента, определяемого на основе справочных данных о теплотворной способности топлива, КПД энергетической установки и отношения расхода топлива на холостых оборотах к его расходу на номинальном режиме. Данный принцип измерений не учитывает данные о реальных характеристиках применяемого топлива и техническом состоянии двигателя внутреннего сгорания, а также не определяет в полной мере расход топлива дизель-генераторной установки при ее работе без нагрузки.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение точности измерения расхода топлива.
Для решения поставленной задачи устройство для измерения расхода топлива дизель-генераторной установки, содержащее множительный блок, счетчик времени и устройство отображения результатов, снабжено блоком датчиков силы тока, блоком вольтметров, процессором, преобразователем сигналов, расходомером топлива, модемом, задатчиком временного интервала и сумматором, причем выходы блока датчиков силы тока и блока вольтметров соединены с входом множительного блока, выход множительного блока соединен с первым входом процессора, первый и второй выходы процессора соединены с первыми входами устройства отображения результатов и модема, вход преобразователя сигналов соединен с коммутационными устройствами потребителей энергии, а его выход - со вторым входом процессора, выход расходомера топлива соединен с третьим входом процессора, первый выход счетчика времени соединен с четвертым входом процессора, а его второй выход - с входом задатчика временного интервала, выход которого соединен с первым входом сумматора, выходы которого соединены со вторыми входами устройства отображения результатов и модема, а третий выход процессора - со вторым входом сумматора.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где приведена блок-схема устройства для измерения расхода топлива дизель-генераторной установки.
Устройство состоит из блока датчиков силы тока 1, блока вольтметров 2, множительного блока 3, процессора 4, преобразователя сигналов 5, расходомера топлива 6, устройства отображения результатов 7, модема 8, счетчика времени 9, задатчика временного интервала 10 и сумматора 11. Выходы блока датчиков силы тока 1 и блоков вольтметров 2 соединены с входом множительного блока 3. Выход множительного блока 3 соединяется с первым входом процессора 4, а второй вход процессора 4 соединен с выходом преобразователя сигналов 5, на входы которого поступает информация с коммутационных устройств потребителей энергии. Третий вход процессора 4 соединяется с выходом расходомера топлива 6. Первый и второй выходы процессора 4 соединяются с первыми входами устройства отображения результатов 7 и модема 8, а его четвертый вход - с первым выходом счетчика времени 9, второй выход которого, в свою очередь, соединяется с входом задатчика временного интервала 10. Выход задатчика временного интервала 10 и третий выход процессора 4 соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора 11, выходы которого, в свою очередь, соединяются со вторыми входами устройства отображения результатов 7 и модема 8.
Датчики силы тока, входящие в блок 1 и вольтметры, входящие в блок 2 подсоединяются к выходным фазам электрического генератора дизель-генераторной установки. Для трехфазного генератора переменного тока в эти блоки соответственно входят три датчика тока и три вольтметра. Такое количество датчиков обусловлено необходимостью повышения точности измерения расхода топлива, путем раздельного определения и суммирования параметров электрических фаз, которые могут различаться, например, в случае неисправности обмоток генератора. Кроме того, такое исполнение устройства позволяет производить диагностику технического состояния генератора. Внешние входы преобразователя сигналов 5 соединяются с коммутационными устройствами потребителей электрической энергии дизель-генераторной установки, а выход расходомера топлива 6 подключается к соответствующему входу процессора 4.
Устройство работает следующим образом.
После монтажа, подключения питания и прогрева двигателя дизель-генераторной установки до рабочей температуры производится калибровка устройства, заключающаяся в измерении расхода топлива с помощью расходомера 6 в режиме холостого хода, а также при подключении потребителей с различным уровнем потребляемой электрической мощности. Полученные данные передаются и хранятся в памяти процессора 4.
После выполнения калибровки устройство готово к работе. При этом после включения устройства и запуска двигателя при отсутствии информации о включении в сеть потребителей электрической энергии от преобразователя сигналов 5 процессор определяет текущее значение расхода топлива в режиме холостого хода на основании полученных в процессе калибровки данных. Период измерения текущего расхода топлива определяется счетчиком времени 9. Полученные значения выводятся на устройство отображения результатов 7 и могут быть переданы удаленному оператору с помощью модема 8. При необходимости получения данных о накопленном расходе топлива с помощью счетчика времени 9, задатчика временного интервала 10 и сумматора И производится сбор информации о расходе топлива за заданный период времени, которые также могут быть считаны посредством устройства отображения результатов 7 и модема 8. При включении в сеть потребителей энергии с соответствующих коммутирующих устройств поступает информация на преобразователь сигналов 5, который дает команду процессору на переход в режим измерений расхода топлива под нагрузкой. При этом суммарные значения силы тока и напряжения с трех фаз генераторной установки от блока датчиков силы тока 1 и блока вольтметров 2 перемножаются в множительном блоке 3. Произведение силы тока на напряжение представляет собой величину электрической мощности. Полученные значения о текущем значении потребляемой мощности передаются на процессор 4, в памяти которого хранятся полученные при калибровке устройства зависимости расхода топлива от величины нагрузки. Результаты измерений передаются на устройство отображения результатов 7, модем 8 и сумматор 11. Суммарные значения расхода топлива, включая данные о работе под нагрузкой и при работе на холостом ходу, определяются с помощью сумматора 11, которые также могут передаваться на устройство отображения результатов 7 и модем 8. Период измерений задается задатчиком временного интервала 10.
Периодически в связи с изменением в процессе эксплуатации технического состояния элементов дизель-генераторной установки и возможного изменения качества применяемого топлива производится корректировка калибровочных данных. С этой целью к процессору 4 вновь подключается расходомер топлива 6 и в память процессора заносятся уточненные данные о расходе топлива при различных значениях потребляемой электрической мощности.
Заявленное устройство в сравнении с прототипом позволяет повысить точность определения расхода топлива дизель-генераторной установки.
Использование блока датчиков силы тока, блока вольтметров, процессора, преобразователя сигналов, расходомера топлива, модема, задатчика временного интервала и сумматора позволяет реализовать более оперативно реагировать на изменение уровня потребляемой электрической мощности, учитывать возможную разность параметров отдельных фаз электрической цепи, суммировать данные об израсходованном топливе за определенный промежуток времени и, тем самым, повысить точность измерения и эффективность эксплуатации дизель-генераторных установок.