РАСХОДОМЕР ТОПЛИВА ДЛЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
FUEL FLOW METER FOR DIESEL INTERNAL COMBUSTION ENGINES OF MOTOR VEHICLES

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно, к устройствам - расходомерам топлива дизельных двигателей на основе системы сообщающихся сосудов путем измерения аналогово-цифровым методом, и может быть использовано для точного определения расхода топлива двигателя автотранспортного средства на холостом ходу.
Известно устройство для измерения расхода топлива, содержащее мерный цилиндр, пеногасительную камеру, четырехканальный электромагнитный клапан, датчик давления и микропроцессорный измерительный прибор (см. патент РФ №2649044 С1, МПК G01F 3/38, опубл. 2018 г.).
Недостатки данного устройства состоят в следующем:
- итоговая величина расхода топлива является расчетной, а не фактической, так как фактический объем измерительной емкости изобретения слишком мал и не вмещает всего объема топлива для проведения операции прогрева, что требует многократного пополнения емкости;
- отсутствие независимого вспомогательного средства измерения расхода топлива, позволяющего контролировать корректность полученных данных, а в случае отказа основного средства измерения обеспечить дальнейший сбор данных;
- излишняя сложность конструкции прибора;
- сложность подключения прибора;
- устройство требует вмешательства оператора в процессе проведения измерений.
Известно устройство для автоматического измерения расхода топлива, принятое в качестве прототипа, содержащее расходную емкость с расходным трубопроводом, соединенным с дизельным двигателем через демпфирующее устройство, перепускным трубопроводом для возврата излишков топлива через расширительный бак в расходную емкость, а также трубопроводом пополнения расходной емкости топлива, соединенным с топливным баком через электромагнитный клапан. При этом в расходной емкости размещен погружной элемент в виде полого цилиндра который механически связан с весоизмерительным устройством, подключенным через аналогоцифровой преобразователь к электронной вычислительной машине, подключенной к индикатору и блоку управления электромагнитного клапана для автоматизированного регулирования диапазона измерения расхода топлива (патент РФ №2097707 С1, МПК G01F 9/00, опубл. 1997 г.).
Недостатками данного устройства являются: отсутствие независимого вспомогательного средства измерения расхода топлива, позволяющего контролировать корректность полученных данных, а в случае отказа основного средства измерения обеспечить дальнейший сбор данных; сложность процесса измерения за счет использование расчетного метода получения значений расходования топлива по косвенным показателям; отсутствие возможности производить измерения цифровым методом (с использованием емкостного цифрового датчика).
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности измерения расхода топлива дизельного двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу при использовании необходимого объема топлива в мерной емкости прибора при одновременном обеспечении точности результатов измерений.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что расходомер топлива для дизельных двигателей внутреннего сгорания автотранспортных средств, содержащий вертикально установленную мерную емкость цилиндрической формы с возможностью ее подключения к питающей и сливной линиям системы питания двигателя внутреннего сгорания с помощью регулирующей аппаратуры, а также электронное устройство контроля расхода топлива, согласно изобретению упомянутая мерная емкость снабжена двумя сообщающимися с ней в ее нижней части сосудами, из которых один выполнен в виде стеклянной вертикальной трубки с измерительной шкалой, закрепленной на наружной поверхности мерной емкости и имеющей сообщение с атмосферой, а другой сосуд имеет меньший объем по сравнению с мерной емкостью и выполнен в виде вертикально ориентированной цилиндрической металлической емкости, последняя жестко закреплена на штативе, сообщена с атмосферой и снабжена в верхней части цифровым датчиком уровня топлива с автономным питанием и внутренней памятью в качестве электронного устройства контроля расхода топлива, а также гибкими шлангами с разъемами для упрощенного подключения к питающей и сливной линиям системы питания дизельного двигателя внутреннего сгорания автотранспортных средств.
На решение поставленной технической задачи направлено на то, что стеклянная трубка и металлическая емкость сообщены между собой в нижней части с помощью гибкого шланга.
На решение поставленной технической задачи направлено также то, что мерная емкость и сообщающиеся с ней сосуды закреплены на штативе, имеющем регулируемые опоры.
Решение поставленной технической задачи достигается также тем, что мерная емкость снабжена пузырьковым уровнем для контроля ее положения в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Изобретение поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема устройства и его подключения к топливной системе дизельного двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства.
Расходомер топлива для дизельных двигателей автотранспортных средств 1 содержит вертикально установленную мерную емкость 2 цилиндрической формы с возможностью ее подключения к соответствующим питающей и сливной линиям 3 и 4 системы питания двигателя 5 внутреннего сгорания и выставляется в горизонтальной и вертикальной плоскостях с помощью регулирующей аппаратуры, выполненной в виде пузырькового уровня 6 и опорных винтов 7 штатива 8. В состав расходомера входит также электронное устройство контроля расхода топлива в виде датчика 9 уровня. Устройство дополнительно снабжено двумя сообщающимися с мерной емкостью 2 в ее нижней части сосудами, из которых один выполнен в виде стеклянной вертикальной трубки 10 с измерительной шкалой 11, закрепленной на наружной поверхности мерной емкости 2 и имеющей сообщение с атмосферой. Другой сосуд при этом имеет меньший объем по сравнению с мерной емкостью 2 и выполнен в виде вертикально ориентированной цилиндрической металлической емкости 12, имеющий сообщение в нижней части со стеклянной вертикальной трубкой 10 через гибкий шланг 13. Металлическая емкость 12 жестко закреплена на штативе 8, сообщена с атмосферой, а датчик 9 уровня топлива установлен в ее верхней части и выполнен в виде цифрового емкостного датчика 9 уровня топлива с автономным питанием и внутренней памятью. Мерная емкость 2 снабжена гибкими шлангами 14 и 15 с разъемами для упрощенного подключения к питающей и сливной линиям 3 и 4 системы питания дизельного двигателя 5 автотранспортных средств. Для подключения шлангов 14 и 15 расходомера к прямой и обратной магистралям 3 и 4 предусмотрены советующие резьбовые штуцеры 16 и 17. Подключение к питающей линии осуществляется до фильтра 18 грубой очистки перед топливным насосом 19. В состав расходомера 1 входит ряд элементов регулировки процесса измерения, а именно: кран 20 предусмотрен для заправки мерной емкости 2, кран 21 предусмотрен для движения топлива по гибкому шлангу 15, кран 22 предусмотрен для движения топлива по гибкому шлангу 14, кран 23 предусмотрен для перекрытия движения топлива по гибкому шлангу 13, а кран 24 - для удаления топлива из мерной емкости 2. Для удобства заправки расходомера 1 топливом предусмотрена топливозаливная горловина 25.
Расходомер топлива для дизельных двигателей автотранспортных средств работает следующими образом.
Перед началом испытаний необходимо произвести подключение расходомера 1 вместо топливного бака автотранспортного средства к питающей топливной линии 3 системы питания дизельного двигателя 5 с помощью резьбового штуцера 16 для подключения гибкого шланга 14 через топливный фильтр 18 грубой очистки, который установлен перед топливным насосом 19. К сливной топливной линии 4 двигателя 5 автотранспортного средства подключается гибкий шланг 15 с помощью резьбового штуцера 17.
После подключения расходомера 1 к системе питания дизельного двигателя 5 для его заправки топливом открываются краны 20, 21, 22 и 23, а кран 24 перекрывается. Далее расходомер 1 заправляется топливом через топливозаливную горловину 25. При этом топливо распределяется между мерной емкостью 2, стеклянной вертикальной трубкой 10 и металлической емкостью 12.
Затем производится установка прибора в горизонтальной и вертикальной плоскостях по показаниям пузырькового уровня 6 за счет изменения длины регулируемых винтовых опор 7 штатива 8. В результате топливо в мерной емкости 2, стеклянной вертикальной трубке 10 и металлическая емкости 12 устанавливается на одном уровне в горизонтальной плоскости, обеспечивая достоверность получаемых данных. Далее происходит запуск дизельного двигателя 5 и обеспечивается его дальнейшая работа в режиме холостого хода. При этом в течение 2-3 минут произойдет установление режима работы расходомера 1, а топливо заполнит питающую и сливную линии 3 и 4 системы питания дизельного двигателя 5. Результаты замеров показателей расхода топлива за фиксированный промежуток времени, выполненные в первые 2-3 минуты работы двигателя, рекомендуется не учитывать при обработке получаемых данных.
В процессе проведения замеров топливо потребляется через питающую линию 3 из расходомера 1 через гибкий шланг 14 и возвращается через шланг 15 в мерную емкость 2 через сливную линию 4 возврата топлива. Объем расходуемого топлива фиксируется цифровым методом с помощью цифрового емкостного датчика 9 уровня топлива с автономным питанием и внутренней памятью для сохранения данных с интервалом 1 мин. и дальнейшей их выгрузки на персональный компьютер (на чертеже не показан). Одновременно измерения дублируются вручную с помощью измерительной шкалы 11 по уровню топлива в стеклянной вертикальной трубке 10 непосредственно в процессе проведения замеров ежеминутно. Предварительно должна быть проведена тарировка и калибровка уровня топлива в мерной емкости 2, стеклянной вертикальной трубке 10 металлической емкости 12 расходомера 1 по датчику 9 и измерительной шкале 10. В качестве цифрового емкостного датчика 9 может использоваться датчик типа ДУТ Р-7.
После проведения измерений работа дизельного двигателя 5 останавливается, остатки топлива из мерной емкости 2 сливаются в тару для хранения топлива через сливной кран 24. Для этого кран 24 переводится в открытое положение. Шланги 14 и 15 расходомера 1 отсоединяются от питающей и сливной линий 3 и 4 двигателя внутреннего сгорания 5 за счет резьбовых штуцеров 16 и 17, соответственно, при этом остатки топлива из гибких шлангов 14 и 15 также сливаются в тару для хранения топлива. Краны 20-24 перекрываются. Данные с цифрового емкостного датчика 9 выгружаются на компьютер, а данные записей уровня топлива по измерительной шкале 11 фиксируются при необходимости в протоколе.
Использование в конструкции расходомера 1 мерной емкости 2 и дублирующих функцию контроля за расходом топлива сосудов в виде стеклянной вертикальной трубки 10 с измерительной шкалой 11 и металлической емкости 12 с цифровым емкостным датчиком 9 уровня топлива позволяют производить замер расхода дизельного топлива двигателя внутреннего сгорания, автотранспортных средств, в том числе автобусов, на холостом ходу за произвольный промежуток времени, который ограничивается только объемом мерной емкости 2.
Таким образом, изобретение обеспечивает возможность измерения расхода топлива дизельного двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу при использовании необходимого объема топлива в мерной емкости прибора при одновременном обеспечении точности результатов измерений.