Датчик расхода топлива Советский патент 1984 года по МПК G01F1/06 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения расхода жидкостей, преимущественно расхода топлива двигателей внутреннего сгорания при проведении их технической диагностики и регулировки.

Известен датчик расхода жидкости включающий корпус с азмещенной в нем цилиндрической рабочей с тангенциальными входным и выходным каналами, ротор с установленными на нем лопастями и фотоэлектрический узел съема скгаала.

В данном датчике измеряемый поток жидкости (например, бензин) направляется через входной канал тангенциально на лопасти ротора, приводя его во вращение, и выходит через выходной канал. Расход жидкости определяется путем измерения количества оборотов ротора ij .

Недостатком датчика является узкий диапазон измерений расхода и низкий порог чувствительности, что обусловливается недостаточной плотностью ротора с корпусом.

При малых расходах значительная часть жидкости протекает из входного канала через зазоры между ротором и корпусом прямо в выходной канал, не поворачивая ротор. При больших расходах в рабочей камере возникает турбуленция поступающей из входного канала струи жидкости, что затрудняет поворот ротора и даже останавливает его.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик расхода топлива, включающий корпус с размещенной в нем цилиндрической рабочей камерой с тангенциальным входным и выходным каналами, ротор в виде закрепленного на валу уплотнительного диска с квадратными радиально расположенными по его периметру лопастями, узел съема сигнала 2 .

Недостатком известного датчика является низкий порог чувствительнос.ти при измерении расхода автомобильного топлива при малых нагрузках, в частности на холостом ходу двигателя

Указанная конструкция не пoзвoJJяет увеличить путь движения измеряемой жидкости в рабочей камере до оптимального из-за расположения обоих каналов на цилиндрической поверхности рабочей камеры, такое расположение выходного канала приводит к торможению ротора под действием обратных потоков жидкости, возникающих от работы топливного насоса. Известная конструкция датчика не обеспечивает также максимального крутящего момента на валу ротора при взаимодействии с ним потока контролируемой жидкости в рабочей камере.

Цель изобретения - повышение порога чувствительности датчика.

Указанная цель достигается тем, что в датчике расхода топлива для двигаталей внутреннего сгорания, включающем корпус с размещенной в нем цилиндрической рабочей камерой с тангенциальным входным и выходным каналами, ротор в виде закрепленного на налу уплотнительного диска с квадратными радиаль.но расположенными по его периметру лопастями и узел съема сигнала, угловое расстояние чежду смежными лопаст.ями равно углоьай протяженности отверстия входного .-анала на цилиндрической поверхности рабочей камеры, высота лопастной решетки составляет 1,0-1,2 от диаметра входного канала, а расстояние между входным и выходным каналами кратно шагу расстановки лопастей, причем выходной канал, диаметр которого равен высоте лопастей, расположен в торце рабочейкамеры в направлении вращения ротора под углом к торцовой поверхности, а угловая протяженность ; отверстия выходного канала на плоскости торца рабочей камеры равна угловому расстоянию между лопастями ротора .

На фиг. 1 представлен датчик расхода топлива, вид сверху; на фиг.2 то же, продольный разрез.

Датчик расхода топлива содержит корпус 1, в котором выполнена цилиндрическая рабочая камера 2 с тангенциальным входным каналом 3. Внутри рабочей камеры 2 расположен ротор, состоящий из уплотнительного диска 4, квадратных лопастей 5, расположенных радиально по периметру уйлотнительного диска 4, за.крепленного на валу б. Рабочая камера. 2 накрыта крышкой 7. Уплотнительный диск 4 образует в рабочей камере 2 кольцевой канал, в котором располагаются лопасти 5 . В торце рабочей камеры 2, например, со стороны крншки 7, выполнен выходной канал 8, причем его ось находится в плоскости, касательной к боковой поверхности цилиндра, имеющего в основании окружность 9, проходящую через середины ( по высоте) лопаток, и расположена под углом od 10-45° к торцовой поверхности рабочей камеры. При этом выходной канал располагается в направлении вращения ротора. Конкретный угол об определяется в каждом случае из условия, чтобы угловая протяженность отверстия выходного канала на плоскости торца рабочей камеры равнялась угловому расстоянию между лопастями ротора, причем угловое расстояние (протяженность) в свою очередь определяется по центральному углу j3 окружности, ограничивающей торцовую часть рабочей камеры, образованному радиу сами, проходящими через крайние точ ки отверстия выходного канала (разрез по А-А на фиг. 1). Для определе ния скорости вращенияротора имеетс узел съема сигнала, который состоит например, из двух светодиодов 10, работакедих вдиапазоне инфракрасног излученияу один из которых является излучателем, а другой приемником. Светодиоды 10 расположены встречно на торцах рабочей камеры 2 (один в крышке 7, другой - в корпуре l), при этом через уплотнительный диск 4 выполнены меточные отверстия 11. Угловое расстояние между смежными лопатками равно угловой протяжен ности отверстия входного канала на цилиндрической поверхности рабочей камеры, причем угловое расстояние (протяженность) в этом случае определяются по центральному углу окруж ности, лежащей в средней плоскости цилиндрической рабочей камеры. Высота лопастей решетки составля ет 1,0-1,2 от диаметра входного канала, а диаметр выходного канала равен высоте лопастной решетки. Рас стояние между центрами отверстий входного и выходного каналов кратно шагу расстановки лопастей. . Датчик работает следующим образом. Входной 3 и выходной 8 каналы . включаются в топливный тракт двигателя. Поступающий через входной канал 3 поток топлива направляется в образованный в рабочей камере 2 кол цеобразный рабочий канал, движется по Нему, охва тывая лопасти 5 и приводя ротор во вращение. Из кольцевого рабочего канала поток топлива выходит через выходной канал 8. Расход топлива находят путем измерения скорости вращения ротора по числу импульсов, фиксируемых одним из светодиодов 10, работающим в режиме приемника, при прохождении меточных отверстий 11 в уплотнительном диске 4 мимо светодиодов 10. Повышение порога чувствительности датчике достигается путем уменьшения перетекания жидкости из входного канала непосредственно в выходной канал и обеспечения равенства скоростей жидкости в поперечных сечениях входного канала и кругового рабочего канала. Вывод выходного канала через торцовую поверхность рабочей камеры позволяет максимально увеличить длину пути потока в круговом рабочем канале. Наименьшее расстояние между входным и выходным каналами в направлении против вращения ротора равно шагу расстановки лопастей, так как . для исключения прямого перетекания топлива из входного канала в выходной между каналами должна находиться по меньшей мере одна лопасть. Предлагаемый датчик расхода топлива рекомендуется использовать при технической диагностике автомобилей взамен расходомера объемного типа с мерным стаканом, так как он обладает более совершенными метрологическими качествами, а также быстродействием и возможностью проведения непрерывных измерений, что существенно сокращает расход топлива, и время при проведении диагностики.

ДАТЧИК РАСХОДА ТОПЛИВА для двигателей внутреннего сгорания, включающий корпус с размещенной в нем цилиндрической рабочей камерой с тангенциальным входным и выходным каналами, ротор в виде закрепленного на валу уплотнительного диска с квадратными радиально расположенными- по его периметру лопастями и узел съема сигнала, отличающийс я тем, что, с целью повышения порога чувствительности угловое расстояние между смежными лопастями равно угловой протяженности отверстия входного канала на цилиндрической поверхности рабочей камеры, высота лопастной решетки составляет 1,0-1,2 от диаметра входного канала, а расстояние между входным и выходным каналами кратно шагу расстановки лопастей, причем выходной канал, диаметр которого равен высоте лопастей/-расположен в торце рабочей камеры в направлении вращения ротора под углом к торцовой поверхности, а угловая протяженность отверстия § выходного канала на плоскости торца СО рабочей камеры равна угловому расстоянию между лопастями ротора. 00 4 О)