РАСХОДОМЕР ТОПЛИВА

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения расхода топлива при диагностировании двигателя внутреннего сгорания в процессе эксплуатации.
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.
Недостатками данного расходомера является высокая погрешность измерения, связанная с тем, что не учитывается погрешность измерения с изменением температуры поступающего топлива в верхнюю полость расходомера.
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 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.
Отличительными признаками является то, что в него дополнительно введен датчик температуры и резистор включенный в электронный блок управления расходомером.
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.
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
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.
Электронный блок 13 в свою очередь связан с электромагнитным клапаном 12, датчиком с электроклапоном14, пружиной 8, установленной между корпусом, диафрагмой и датчиком температуры 9.
Расходомер работает следующим образом.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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,
обмотка электромагнита клапана Y1 и счетчик импульсов Е1 выключатся.
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.
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:
τ
Где Q - расход топлива, кг/с;
3
q - количество топлива, поступающего в ТНВД за один цикл работы, м;
N - число срабатываний расходомера;
τ - время продолжительности замера расхода топлива, с;
τ'- время заполнения верхней полости расходомера топливом, с;
20
3
ρ- плотность топлива при температуре 20°С, кг/м;
t - температура в верхней полости расходомера, С°;
3
Δ - температурная поправка, кг/м.
Источник информации:
1. Селюк Д.В. «Метод диагностирования дизелей ВАТ по часовому расходу топлива». Учебник. - М.: ЭКСМО - 2003 г.