АВТОМАТИЧЕСКИЙ РАСХОДОМЕР ТОПЛИВА

Полезная модель относится к измерительной технике и может использоваться для измерения, учета и контроля расхода топлива мобильных технологических и транспортных машин.
Известна система измерения, учета и контроля расхода топлива двигателем внутреннего сгорания транспортного средства и мониторинга состояния двигателя (авт.св. №2331048, кл. G01F 9/00, G01F 23/00, G01F 15/06, G07С 5/10), включающая первый и второй расходомеры, расположенные на нагнетательном и сливном трубопроводах ДВС. В топливный бак помещен уровнемер с термометром, через интерфейс связи соединенный с вычислителем, снабженным интерфейсом пользователя. Каждый расходомер снабжен встроенными термометром, ПЗУ и формирователем импульсов, выход которого соединен с соответствующим входом вычислителя. К нагнетательному трубопроводу между первым расходомером и первым фильтром подавления пульсаций топлива подключен датчик давления. На трубопроводе контура для циркуляции жидкости, охлаждающей ДВС, установлен третий термометр.
Недостатком системы является возможность ее применения только в стационарных лабораторных условиях и сложность конструкции.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является устройство для измерения расхода топлива дизелем (авт. св. №2331047, кл. G01F 9/00), включающее датчики длины выхода рейки топливовпрыскивающего насоса и скорости вращения коленчатого вала, датчики температуры и давления топлива, установленные на выходе топливовпрыскивающего насоса, блок коррекции со входами записи от внешнего устройства, взятое в качестве прототипа.
Недостатком устройства является возможность его применения только для дизельных двигателей, в частности тепловозных.
Цель изобретения: упрощение конструкции расходомера, универсализация применения, повышение точности и эффективности замера объема израсходованного топлива.
Поставленная цель достигается тем, что автоматический расходомер топлива, включающий в себя мерный цилиндр, соединенный с баком трубопроводом, в котором установлены электрические клапаны. В отличие от прототипа установлено два мерных цилиндра, работающих циклично. Для определения расхода топлива установлена электронная схема, соединенная с герконовыми датчиками, расположенными над паровоздушными клапанами цилиндров, при этом в верхней части паровоздушных клапанов установлены магниты, а внутри цилиндров на направляющих расположены поплавки. Установка двух мерных цилиндров позволяет повысить производительность автоматического расходомера топлива. Электронная схема имеет отдельные вход и выход для каждого цилиндра, и соединена с четырехразрядным цифровым табло для отображения израсходованного топлива.
Автоматический расходомер топлива компактен и может включать в схему топливный насос, карбюратор, инжектор. С помощью электронных датчиков объем израсходованного топлива может быть вычислен, как в объемах топливного насоса, так и в литрах.
В результате патентного поиска авторами не обнаружено идентичное техническое решение с достижением аналогичного результата, что доказывает соответствие технического решения критерию «новизна».
На фиг.1 представлен общий вид автоматического расходомера топлива.
Автоматический расходомер состоит из двух мерных цилиндров 1, в верхней части которых расположены паровоздушные клапаны 2 с магнитами 4. Два цилиндра между собой соединены трубопроводом 7, в котором установлены электрические клапаны 6. Внутри цилиндров на направляющих8 расположены поплавки 5. Электронная схема связана с герконовыми датчиками 3.
На фиг.2 приведена принципиальная схема герконового датчика. Датчик представляет собой полую трубку 1 из немагнитного сплава с продольным отверстием 2. Геркон 3 заключен в полый пластмассовый стержень 5. Вокруг него расположен блок кольцевых магнитов 6, их внутренний диаметр на 0,5 мм больше диаметра стержня. Герконовый датчик крепится с помощью кронштейна 4.
На фиг.3 представлена электронная схема топливомера.
Электронная схема имеет два раздельных входа (клеммы 1 и 2) и два раздельных выхода (клеммы 3 и 4).
Принципиальная схема электронного счетчика изображена на фиг.4, состоящего из герконовых датчиков SB1 и SB2, которые расположены над обоими цилиндрами, формирователя импульсов (микросхема DD1) -одновибратора на базе RS-триггера, счетчиков DD2…DD6, светодиодных индикаторов шкалы HL1…HL4 и источника питания (бортового аккумулятора).
Автоматический расходомер топлива работает циклично следующим образом. В начале первого цикла работы жидкость, поступающая по трубопроводам 7 от топливного насоса, направляется в один из мерных цилиндров 1, в зависимости от положения соответствующего электрического клапана 6. По мере наполнения первого мерного цилиндра топливом происходит перемещение поплавка 5 вдоль направляющих 8 в верхнее положение. В это время воздух вместе с парами топлива выходит через паровоздушный клапан 2, в верхней части которого установлен магнит 4. Магнит вместе с герконом 3 входит в состав механизма включения. Геркон расположен рядом с магнитом таким образом, что при возвратно-поступательном движении последнего геркон мог быть включен или выключен.
При заполнении первого мерного цилиндра паровоздушный клапан закрывается и магнит переходит в верхнее положение, при этом происходит замыкание контактов геркона, затем включаются электронная схема и счетчики топлива. Электронная схема определяет работу автоматического расходомера топлива. Если запускающие импульсы отрицательной полярности подавать от двух герконов каждый на свой вход, то данный триггер будет работать в режиме раздельного запуска. При подаче сигнала на клемму 1 сигнал положительной полярности подается на клемму 3, что вызывает срабатывание клапана 1. Клапан будет находиться в открытом состоянии, пока на клемму 2 не будет подан сигнал от геркона 2. В этом случае клапан 1 обесточивается, а триггер подает сигнал положительной полярности на клемму 4, что вызывает срабатывание клапана 2.
В электронном счетчике израсходованные порции топлива отображаются на четырехразрядном цифровом табло. Питается прибор от аккумуляторной батареи автомобиля напряжением 12 В. В режиме покоя он потребляет ток 3 мкА, при счете без включения индикации - 0,15 мА, а при включении индикации - 40 мА.
Короткий "отрицательный" импульс с дифференцирующей цепи R1, C1, R2 (она исключает генерирование импульсов, если по каким-либо причинам геркон будет постоянно замкнут), поступающий на вывод 1 DD1.1, переключает RS-триггер на DD1.1, DD1.4. С выхода DD1.4 напряжение низкого уровня через инвертор DD1.2 подается на времязадающую цепь R3-С2. При этом начинается заряд конденсатора С2. Как только напряжение на нем достигнет порога срабатывания элемента DD1.3, на его выходе появится напряжение низкого логического уровня и RS-триггер возвратится в исходное состояние. Длительность генерируемого импульса несколько больше времени затухания колебаний постоянного магнита.
Импульсы, сформированные микросхемой DD1, подсчитываются счетчиками DD2…DD6. Их состояние дешифруется и отображается (при замкнутых контактах кнопки SB3) светодиодными индикаторами HL1…HL4.
На шкале счетчика окно последнего регистра отделено десятичной запятой, что позволяет измерять расход топлива с точностью до десятых долей литра.
Установка счетчиков в нулевое положение происходит одновременно с включением питания выключателем SB4. Индикаторы включаются нажатием кнопки SB3.
Сигналы отрицательной полярности напряжением 12 В (24 В) с герконов подаются на контакты 1 и 2 исполнительного устройства. При этом всегда будет существовать промежуток времени между отключением первого геркона и включением второго, вызванный перемещением постоянного магнита датчика.
После заполнения первого цилиндра цикл повторяется аналогично для второго. Каждый цилиндр подает одинаковые порции топлива, величина которых не зависит от режима работы двигателя. Это позволяет отсчитывать объем израсходованного двигателем топлива с помощью электронных датчиков, как в объемах топливного насоса, так и в литрах.
Использование предлагаемого автоматического расходомера топлива позволяет повысить точность и эффективность замера объема топлива. Автоматический расходомер топлива компактен и универсален, поэтому его можно применять на всех режимах работы двигателя и во время движения транспорта.