СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ТОПЛИВА СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2013 года по МПК G01F23/18 

Изобретение относится к области измерения расхода жидкостей, в частности измерения расхода топлива, потребляемого дизель-генераторными установками подвижного состава железнодорожного транспорта, однако может быть использовано и на других видах транспорта.

Известен способ контроля расхода топлива, реализуемый в прототипе, при котором фактический расход раскладывают на расход под нагрузкой и расход на холостом ходу силовой установки для последующего сравнения с расчетным расходом в тяге и расходом на холостом ходу (см. патент RU №79997 U1, кл. G01F 23/18, опубл. 20.01.2009).

Недостатки известного способа заключаются в том, что он не учитывает переходные процессы в работе силовой установки с часто изменяющимися режимами нагружения в течение достаточно коротких интервалов времени, что превышает возможности измерительных систем по точному измерению расхода топлива.

Задача предлагаемого способа состоит в повышении точности измерения расхода топлива.

Поставленная задача решается тем, что известный способ контроля расхода топлива силовой установки, состоящий в том, что общий расчетный расход сравнивают с фактическим на режиме работы установки под нагрузкой и режиме холостого хода, которые определяют путем измерения параметров работы установки, отличается тем, что согласно изобретению вначале разбивают характеристику реализуемой мощности силовой установки за период работы установки под нагрузкой и на холостом ходу на интервалы, определяемые экспериментальным путем, затем рассчитывают расход на каждом интервале реализуемой мощности по формуле, после чего сравнивают с фактическим расходом.

Это дает возможность сравнения фактического расхода с расчетным за интервал времени без разложения на тягу и холостой ход. Расчетный общий расход получается сложением расчетных расходов под нагрузкой и расходов на холостом ходу за заданный интервал времени.

Предлагаемый способ контроля расхода топлива силовой установки транспортного средства поясняется структурной схемой на фиг. 1.

На схеме показаны топливный бак 1 топливной системы силовой установки транспортного средства, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 2, главный генератор 3, первичные преобразователи 4 (датчики параметров работы силовой установки и координаты местоположения транспортного средства), бортовой регистратор 5, машиночитаемые носители 6 и 7 (внутренний и внешний), блок передачи данных по радиоканалу 8, стационарная система приема данных с радиоканала 10 (с выходом в сеть интернет или интранет), блок передачи данных по GPRS 9, стационарная система приема данных по GPRS 11 (с выходом в сеть интернет или интранет), стационарная система работы с данными 12 (например, локальное рабочее место с выходом в сеть интернет или интранет), стационарная система обработки данных 14 (например сервер), блок ввода координат местности 15, блок ввода удельных и часовых расходов силовой установки 16 и блок принятия решений 17.

Приведенная структурная схема не является единственно возможным вариантом схемы аппаратурной реализации предлагаемого способа и служит только в качестве примера для пояснения последовательности действий (операций) над материальными объектами - электрическими информационными сигналами, формируемыми первичными преобразователями 4 физических величин и функциональными блоками этой схемы.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В процессе работы силовой установки транспортного средства по средствам первичных преобразователей 4 (датчиков) осуществляют измерение уровня и температуры топлива, например, с помощью датчиков уровня топлива, установленных непосредственно в топливном баке 1, электрической энергии, выработанной главным генератором 3 на тягу (например, датчиком измерения тока и напряжения), время работы силовой установки в режимах под нагрузкой, холостого хода и заглушенного состояния (например, с помощью таймера), а также фиксируют координаты местоположения на местности транспортного средства (например, системой GPS или ГЛОНАСС), а затем в бортовом регистраторе 5 полученные данные записывают на внутренний машиночитаемый носитель информации 6 и съемный внешний носитель 7 или передают их в блок передачи информации по радиоканалу 8, с которого поступает информация на стационарную систему приема данных с радиоканала 10 или в блок передачи информации по GPRS 9, с которого по каналу GPRS поступает информация на стационарную систему приема данных 11, после чего данные передают на стационарную систему работы с данными 12 (например, локальное рабочие место), подключенную к сети 13 (например, интернет, интранет), через которую данные попадают на стационарную систему обработки данных 14 (например, сервер).

В стационарной системе 14 данные группируются по заданным координатам местности. Координаты для группировки поступают из блока ввода координат местности 15. Для каждой группы координат местности осуществляется обработка данных измерения первичных преобразователей, на основе которой рассчитывается расход топлива М_расч в топливном баке в режимах работы силовой установки и состоит из расчетного расхода в тяге и расчетного расхода на холостом ходу

М_расч=М_{расч.тяг}+М_{расч.хх}

где М_расч - общий расчетный расход топлива за период, кг;

М_{расч.тяг} - расчетный расход топлива в тяге за период, кг;

М_{расч.хх} - расчетный расход топлива на холостом ходу за период, кг.

По заданным удельным расходам в тяге на i-том интервале реализуемой мощности и часового расхода топлива на холостом ходу силовой установки, поступающим из блока ввода удельных и часовых расходов силовой установки 16, определяется расчетный расход топлива в тяге и расчетный расход топлива на холостом ходу:

где М_{расч.тяг.i} - расчетный расход в тяге на i-том интервале реализуемой мощности силовой установки, кг;

М_{расч.тяг.i}=Q_тяг.i·А_тяг.i,

где Q_тяг.i - удельный расход в тяге на i-том интервале реализуемой мощности силовой установки, кг/кВт·ч;

А_тяг.i - работа, выполненная на i-том интервале реализуемой мощности силовой установки, кВт·ч.

где Q_час - часовой расход топлива на холостом ходу силовой установки, кг/ч;

Т_xxj - время работы силовой установки на холостом ходу, ч;

j=1, 2, 3…k - временные интервалы работы силовой установки на холостом ходу.

Перерасход или экономия топлива определяется сравнением фактического расхода с расчетным в блоке принятия решений 17

Δ=М_факт-М_расч

где Δ - экономия или перерасход топлива, кг;

М_факт - фактический расход топлива, определенный обработкой данных измерения первичных преобразователей силовой установки, кг.

Промышленная применимость обеспечивается современными технологиями.

Изобретение относится к области измерения расхода жидкостей, в частности измерения расхода топлива, потребляемого дизель-генераторными установками подвижного состава железнодорожного транспорта, однако может быть использовано и на других видах транспорта. Способ контроля расхода топлива силовой установки заключается в том, что вначале разбивают характеристику реализуемой мощности силовой установки за период работы установки под нагрузкой и на холостом ходу на интервалы, определяемые экспериментальным путем. Затем рассчитывают расход на каждом интервале реализуемой мощности по соответствующей формуле. После чего сравнивают с фактическим расходом. Это дает возможность сравнения фактического расхода с расчетным за интервал времени без разложения на тягу и холостой ход. Расчетный общий расход получается сложением расчетных расходов под нагрузкой и расходов на холостом ходу за заданный интервал времени. Технический результат - повышение точности измерения расхода топлива. 1 ил.

Способ контроля расхода топлива силовой установки, состоящий в том, что общий расчетный расход сравнивают с фактическим на режиме работы установки под нагрузкой и режиме холостого хода, которые определяют путем измерения параметров работы установки, отличающийся тем, что вначале разбивают характеристику реализуемой мощности силовой установки за период работы установки под нагрузкой и на холостом ходу на интервалы, определяемые экспериментальным путем, затем рассчитывают расход на каждом интервале реализуемой мощности по формуле:

где М_{расч.тяг.i} - расчетный расход в тяге на i-м интервале реализуемой мощности силовой установки, кг,
М_{расч.тяг.i}=Q_тяг.i·А_тяг.i,
где Q_тяг.i - удельный расход в тяге на i-м интервале реализуемой мощности силовой установки, кг/кВт·ч;
а затем суммируют все расчетные расходы под нагрузкой и на холостом ходу.