Способ измерения объёма топлива в топливном баке транспортных средств Российский патент 2025 года по МПК G01F23/36 

Изобретение относится к способам измерения объема топлива и может быть использовано для измерения объема топлива в топливном баке в процессе работы технологических и транспортных машин.

Известен поплавковый способ измерения объема топлива в топливном баке воздушного судна (Авиационное оборудование самолетов. Учебное пособие. Часть 1 / Я.М. Кашин, Г.А. Кириллов, А.В. Ракло // Краснодар: КВВАУЛ, 2006. - 197 с.), заключающийся в преобразовании линейного перемещения вверх и вниз по местной вертикали подвижного элемента (поплавка), расположенного на поверхности топлива и связанного с ползунком потенциометра, включенного в измерительную систему указателя, в электрическую величину - переменное активное сопротивление, меняющееся в соответствии с изменением уровня топлива.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является способ измерения объема топлива в топливном баке воздушного судна (Авиационные приборы и пилотажно-навигационные комплексы. Учебное пособие. Часть 2. Элементы авиационных приборов и систем // Я.М. Кашин, А.Е. Гузеев, А.В. Захарин, А.С. Князев // Краснодар: КВВАУЛ, 2020. - 197 с.), заключающийся в преобразовании линейного перемещения вверх и вниз по местной вертикали подвижного элемента (поплавка), расположенного на поверхности топлива и связанного с ползунком потенциометра, включенного в измерительную систему указателя, в электрическую величину - переменное активное сопротивление, меняющееся в соответствии с изменением уровня топлива. Способ реализуется посредством топливомера, содержащего датчик и указатель. Датчик состоит из установленного в топливном баке поплавка, который через передаточный механизм (систему рычагов) связан с ползунком потенциометра, который включен в измерительную систему указателя логометрического типа.

Однако при реализации поплавкового способа измерения объема топлива можно точно измерить объем (массу) топлива в топливном баке только при равномерном прямолинейном движении транспортного средства (например, воздушного судна, морского судна, автомобиля). Под действием сил и ускорений происходит перераспределение топлива в топливном баке, что приводит к появлению погрешности измерения. К погрешности измерения объема топлива поплавковым способом приводит также продольный и поперечный крен транспортного средства (воздушного судна, морского судна, автомобиля). Кроме того, при малом остатке топлива и отклонении транспортного средства от горизонтали в продольном направлении (тангаже) и поперечном направлении (крене) топливо может переместиться в сторону, противоположную расположению топливного насоса, и при недостаточном количестве топлива в топливном баке двигатель может остановиться (не запуститься).

Кроме того, при реализации поплавкового способа измерения объема топлива в случае отклонениях транспортного средства от плоскости горизонта в продольном направлении (тангаже) и поперечном направлении (крене) возникает дополнительная погрешность измерения объема топлива в топливном баке, увеличивающаяся пропорционально углу отклонения нормали к поверхности топлива от местной вертикали.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа измерения объема топлива в топливном баке, позволяющего обеспечить повышение точности измерения объема топлива в топливном баке транспортных средств.

Технический результат заявленного изобретения - минимизация погрешности измерения объема топлива в топливном баке транспортных средств, исключение перераспределения топлива в топливном баке транспортных средств.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе измерения объема топлива в топливном баке транспортных средств, заключающемся в преобразовании линейного перемещения подвижного элемента, расположенного на поверхности топлива и связанного с ползунком потенциометра, включенного в измерительную систему указателя, в электрическую величину - переменное активное сопротивление, меняющееся в соответствии с изменением уровня топлива в топливном баке, подвижный элемент выполняют в виде подвижной пластины с уплотнителями с возможностью плотного прилегания к стенкам топливного бака и к топливу, находящемуся в топливном баке, а линейное перемещение подвижной пластины измеряют по нормали к поверхности топлива, при этом при выработке топлива нагнетают в пространство между крышкой топливного бака и подвижной пластиной сжатый воздух от компрессора двигателя, а при заправке топливом стравливают сжатый воздух из пространства между крышкой топливного бака транспортного средства и подвижной пластиной.

Выполнение подвижного элемента в виде подвижной пластины с уплотнителями с возможностью плотного прилегания к стенкам топливного бака и к топливу, находящемуся в топливном баке, не позволяет топливу выйти из-под пространства под подвижной пластиной, не допускает перераспределения топлива в топливном баке при действии на транспортное средство внешних сил и возникновении под действием этих сил ускорений, при отклонениях транспортного средства от плоскости горизонта в продольном направлении (тангаже) и поперечном направлении (крене). Это минимизирует погрешность измерения объема топлива в топливном баке, а также при отклонениях транспортного средства (например, автомобиля) от плоскости горизонта в продольном направлении (тангаже) и поперечном направлении (крене) и при недостаточном количестве топлива в топливном баке предотвращает остановку двигателя и обеспечивает возможность его запуска.

Измерение линейного перемещения подвижной пластины по нормали к поверхности топлива обеспечивает уменьшение погрешности измерения объема топлива в топливном баке, возникающей из-за отклонений транспортного средства от плоскости горизонта в продольном направлении (тангаж) и поперечном направлении (крен) и увеличивающейся пропорционально углу отклонения нормали к поверхности топлива от местной вертикали.

Нагнетание в пространство между крышкой топливного бака и подвижной пластиной сжатого воздуха от компрессора двигателя при выработке топлива из топливного бака, позволяет равномерно прижимать подвижную пластину к поверхности топлива. Это предотвращает залипание и перекос подвижной пластины, что в свою очередь обеспечивает минимизацию погрешности измерения.

Стравливание сжатого воздуха из пространства между крышкой топливного бака и подвижной пластиной при заправке топливного бака топливом позволяет равномерно перемещать к крышке топливаного бака прижатую к поверхности топлива подвижную пластину. Это предотвращает перекос подвижной пластины, что в свою очередь обеспечивает минимизацию погрешности измерения.

На фиг. 1 представлен общий вид топливомера, установленного в топливном баке правильной геометрической формы (цилиндр, куб), позволяющего реализовать заявляемый способ измерения объема топлива в топливном баке транспортного средства.

На фиг. 1 обозначено: 1 - топливо; 2 - топливный бак; 3 - уплотнители; 4 - трубка для подключения компрессора при работающем двигателе транспортного средства (на фиг. 1 не показан, как не относящийся к существу изобретения); 5 - крышка топливного бака 2; 6 - подвижная пластина; 7 - передаточный механизм, 8 - потенциометр с ползунком; 9 - указатель объема топлива 1 в топливном баке 2; 10 - трубка для стравливания сжатого воздуха при заправке транспортного средства топливом;. 11 - заливная горловина; 12 - трубка забора топлива,

Способ измерения объема топлива реализуется следующим образом.

1. Выполняют подвижный элемент датчика топливомера в виде подвижной пластины 6 (фиг. 1) с уплотнителями 3 с возможностью плотного прилегания к стенкам топливного бака 2 и к топливу 3 и устанавливают его в Топливном баке 2.

2. При измерении объема топлива 1 в топливном баке 2 при работающем двигателе (выработка топлива осуществляется через трубку 12 забора топлива) трубку 10 для стравливания сжатого воздуха закрывают. В пространство между крышкой 5 топливного бака 2 и подвижной пластиной 6 через трубку 4 нагнетают сжатый воздух от компрессора двигателя (на фиг. 1 не показан, как не относящийся к существу изобретения).

Под действием давления сжатого воздуха в этом пространстве подвижная пластина 6 с уплотнителями 3 плотно прижимается к топливу 1 и по мере его расхода перемещается вниз по нормали к поверхности топлива 1. При этом через передаточный механизм 7 подвижная пластина 6 перемещает по нормали к поверхности топлива 1 вниз ползунок потенциометра 8, включенного в измерительную систему указателя 9. Посредством потенциометра 8 преобразуют линейное перемещение по нормали к поверхности топлива 1 подвижной пластины 6, расположенной на поверхности топлива 1 и связанной с ползунком потенциометра 8, включенного в измерительную систему указателя 9, в электрическую величину - переменное активное сопротивление, меняющееся в соответствии с изменением уровня топлива 1 в топливном баке 2, и подают электрический сигнал, пропорциональный объему топлива 1 в топливном баке 2, в измерительную систему указателя 9.

3. При измерении объема топлива 1 в топливном баке 2 при заправке транспортного средства топливом (топливо под давлением подают в топливный бак 2 через заливную горловину 11) трубку 4 для подключения компрессора закрывают, а трубку 10 для стравливания сжатого воздуха открывают и стравливают сжатый воздух из пространства между крышкой 5 топливного бака 2 и подвижной пластиной 6. По мере заполнения топливного бака 2 топливом 1 подвижная пластина 6 с уплотнителями 3, плотно прижатая к топливу 1, перемещается по нормали к поверхности топлива 1 вверх. При этом через передаточный механизм 7 подвижная пластина 6 перемещает ползунок потенциометра 8, включенного в измерительную систему указателя 9, по нормали к поверхности топлива 1 вверх. Посредством потенциометра 8 преобразуют линейное перемещение по нормали к поверхности топлива 1 подвижной пластины 6, расположенной на поверхности топлива 1 и связанной с ползунком потенциометра 8, включенного в измерительную систему указателя 8, в электрическую величину - переменное активное сопротивление, меняющееся в соответствии с изменением уровня топлива 1 в топливном баке 2, и подают электрический сигнал, пропорциональный объему топлива 1 в топливном баке 2, в измерительную систему указателя 9.

Плотно прижатая к топливу 1 подвижная пластина 6 с уплотнителями 3 предотвращает колебания и перераспределение топлива 1 в топливном баке 2 при отклонениях транспортного средства от плоскости горизонта в продольном направлении (тангаже) и поперечном направлении (крене) и при недостаточном количестве топлива 1 в топливном баке 2 предотвращает остановку двигателя и обеспечивает возможность его запуска.

Изобретение относится к измерению объема топлива в топливном баке транспортных средств. Технический результат заявленного изобретения - минимизация погрешности измерения объема топлива в топливном баке транспортных средств, исключение перераспределения топлива в топливном баке транспортных средств. Для этого способ заключается в преобразовании линейного перемещения подвижного элемента, расположенного на поверхности топлива и связанного с ползунком потенциометра, включенного в измерительную систему указателя, в электрическую величину - переменное активное сопротивление, меняющееся в соответствии с изменением уровня топлива в топливном баке, при этом подвижный элемент выполняют в виде подвижной пластины с уплотнителями с возможностью плотного прилегания к стенкам топливного бака и к топливу, находящемуся в топливном баке, а линейное перемещение подвижной пластины измеряют по нормали к поверхности топлива, при этом при выработке топлива из топливного бака нагнетают в пространство между крышкой топливного бака и подвижной пластиной сжатый воздух от компрессора двигателя, а при заправке топливного бака топливом стравливают сжатый воздух из пространства между крышкой топливного бака и подвижной пластиной. 1 ил.

Способ измерения объема топлива в топливном баке транспортных средств, заключающийся в преобразовании линейного перемещения подвижного элемента, расположенного на поверхности топлива и связанного с ползунком потенциометра, включенного в измерительную систему указателя, в электрическую величину - переменное активное сопротивление, меняющееся в соответствии с изменением уровня топлива в топливном баке, отличающийся тем, что подвижный элемент выполняют в виде подвижной пластины с уплотнителями с возможностью плотного прилегания к стенкам топливного бака и к топливу, находящемуся в топливном баке, а линейное перемещение подвижной пластины измеряют по нормали к поверхности топлива, при этом при выработке топлива из топливного бака нагнетают в пространство между крышкой топливного бака и подвижной пластиной сжатый воздух от компрессора двигателя, а при заправке топливного бака топливом стравливают сжатый воздух из пространства между крышкой топливного бака и подвижной пластиной.