Устройство для измерения расхода топлива при испытаниях двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК G01F15/00 

(Л

Изобретение относится к измерительным устройствам и позволяет снизить трудоемкость измерений расхода топлива при испытаниях двигателя внутреннего сгорания. Работающий двигатель 40 потребляет топливо из емкости 36, установленной на чаше весов 1. Перемещение стрелки весов вызывает срабатывание датчиков 2...5, сигналы с выходов которых поступают в блок 10 управления. Блок 23 управления съемником 29 противовеса управляет съемом противовеса в зависимости от количества выработанного топлива. Блок 22 вычисления расхода вычисляет количество топлива, израсходованного двигателем во время испытаний. 2 ил.

ел

со

СП

to

10

15

Изобретение относится к измерительным устройств.ам и может быть ис- пользовано для измерения расхода топлива при испытаниях двигателя внуi реннего сгорания.

Цель изобретения - снижение трудоемкости измерений.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - схема вычислителя расхода.

Устройство (фиг.1) содержит весы 1, на шкале которых установлены датчики 2-4 количества и датчик 5 предельного количества, соединенные Соответственно через дифференциальные цепочки 6-9 с блоком 10 управления, который содержит схемы 11-15 совпадения и ячейки 16-21 памяти. Выход дифцёпочки 6 подключен к первому вхо- 2Q ду схем 11 и 12 совпадения, а выход каждой дифцёпочки 7-9 подключен к первому входу соответственно своей схемы 13-15 совпадения. Выход схемы 11 совпадения соединен с первым входом элемента 17 памяти. Выход каждой схемы 12-15 совпадения, подключен соответственно к первому входу своего элемента 18-21 памяти, соединенных с входами вычислителя 22 расхода. Первый выход вычислителя 22 подключен к элементам 12-15. и к блоку 23 управления съемником противовеса, состоящему из последовательно соединенных схем 24 отрицания, схемы 25 совпадения, двух элементов 26 и 27 памя-ти и исполнительного органа 28. Причем на второй вход схемы 25 подключен выход дифцёпочки 9.

Выход исполнительного органа 28 соединен со съемником 29 противовеса 30, установленного на компенсационной чаше 31 весов 1 . Противовес 30 выполнен, например,в виде метрологически аттестованных сменных цилиндров раз- Личных масс,, выбираемых в зависимости от расхода топлива испытуемого . двигателя. С входом вычислителя 22 расхода соединен пусковой элемент 32.

25

0

Первый выход ячейки 16 соединен со схемой 11 совпадения, а второй - с электромагнитным клапаном 33., уста- новленным на трубопроводе 34, соединяющим основной бак 35 топлива с вспомогательной емкостью 36. На свободном конце трубоп1ровода 34 .установлен игольчатый кладан 37 с нажимным рычагом 38. Емкость 36 с помощью

0

5

2Q

25

0

35

40

45

50

.всасывающего трубопровода 39 соединена с испытуемым двигателем 40.

Вычислитель (фиг.2) состоит из собирательной схемы 41 и переключателя 42 диапазонов измерения. При этом выходы ячеек 18-21 подключены параллельно к схеме 41 и блоку 42. Кроме того, выход от элемента 26 подключён также на вход блока 42, выходы которого соединены с блоком 43 переменных резисторов. На входы последнего подключены выходы каждого разряда двоичного счетчика 44, соединенного через схему 45 совпадения с генератором 46 эталонной частоты. Одновременно с этим.второй вход схемы 45 соединен с выходом элемента 17, а.к каждому разряду двоичного счетчика 44 подключена от пускового устройства шина сброса.

Устройство работает следующим образом.

При проведении испытаний без измерения расхода топлива противовес 30 установлен на компенсационной чаше 31 весов 1. Клапан 33 открыт. Топливо из бака 35 по трубопроводу 34 через клапан ы 33 и 37 поступает во вспомогательную емкость 36, а затем по трубопроводу 39 - в.испытуемый двигатель 40. При заданном количестве топлива во вспомогательной емкости 36 нажимной рычаг 38 закрывает клапан 37. По мере потребления топлива чаша весов поднимается и рычаг 38 приоткрывает отверстие в клапане 37, обеспечивая долив и поддержание заданного уровня топлива в емкости 36. При этом стрелка весов устанавливается слева от датчика 2 (фиг.1) .

Измерение расхода начинается по команде пускового элемента 32, который вьщает импульс тока в элемент 16 памяти, а также импульс на сброс и установку в исходное состояние вычислителя 22 и элементов 18-21 и 26. Элемент 16 с одного выхода подает .сигнал в схему 11 совпадения, подготавливая ее к включению, а с другого снимает сигнал, поступающий на электромагнитный клапан 33, закрывая его и тем самым перекрывая трубопровод 34. По- дача топлива из бака 35 в емкость 36 прекращается. Потребление топлива работающим двигателем 40 производится только из емкости 36, что приводит к перемещению стрелки весов в сторону

уменьшения веса тошшва (по схеме вправо) и срабатыванию датчика 2, Его сигнал через дифцепочку 6 поступает на первый вход схемы 12 совпадения и на второй вход схемы 11, которая через элемент 17 подает сигнал в схему 45 вычислителя 22 (фиг.2). С этого момента импульсы через схему

45совпадени я поступают от генератора

46на вход счетчика 44. Количество импульсов в счетчике 44 пропорционально интервалу времени, отсчитываемого

с момента поступления сигнала с элемента 17, следовательно, с начала измерения времени расхода мерной дозы топлива.

Когда указанное время достигнет оптимального значения Т. , то в последнем разряде счетчика 44 появится сигнал, который с первого выхода вычислителя 22 поступит к элементам 12-15 и к схеме 24 отрицания (фиг.1).

Если к моменту подхода стрелки весов 1 к датчику 3 будет сигнал на первом выходе вычислителя 22, то через схему 13 совпадения и элемент 19 памяти поступит сигнал в собирательную схему 41 ив переключатель 42 диапазонов (фиг.2). Последний производит переключение в блоке 43, устанавливая диапазон выходного напряжения U, пропорционального (с коэффициентом пропорциональности К) мерной дозе топлива

и К,Р.

В данном случае, когда измерение окончено при срабатывании датчика 2, мерная доза Р равна массе, отсчитываемой по шкале весов 1 от датчика 2 до датчика 3.

Одновременно с этим при поступлении сигнала от элемента 19 собирательная схема 41 выдает сигнал, .который с второго выхода вычислителя 22 поступает на второй вход элементов 16, 17 и 27, устанавливая их в исход-- ное состояние. При этом на втором выходе элемента 16 появляется сигнал, который открывает клапан 33. Топливо начинает поступать из бака 35 во вспомогательную емкость 36.

Кроме того, с вькода элемента 17 перестает поступать сигнал в схему 45, следовательно, импульсы.от гене10

ДОЗЫ, отсчитываемой по шкале весов от датчика 2 до датчика 3,

Выходные ключи счетчика 44 прои водят переключение в блоке 43, уст навливая суммарное значение сопрот ления, резисторов Р, пропорциональн времени Т расхода топлива

R , , где Kj - коэффициент пропордиональ

.ности.

На выходе 3 вычислителя 22 токо сигнал пропорционгипен часовому рас ду топлива С 7-.

15

20

30

35

40

50

Сг К,1

У

R

К,Р

к,т

к 5 т

где К - коэффициент пропорциональ сти.

При этом один цикл измерения ра хода топлива окончен.

Рассмотрим работу схемы, когда моменту подхода стрелки весов 1 к датчику 3 сигнал на - первом выходе вычислителя 22 отсутствует (время мерения меньше оптимального). В эт случае на выходе схемы 13 сигнал также отсутствует и никаких измене в работе элементов устройства не п исходит. Вычислитель 22 продолжает дальнейшее накопление импульсов в счетчике 43.

Устройство работает аналогично описанному при поступлении сигнало от датчиков 4 и 5, за исключением того, что при отсутствии сигнала н первом выходе вычислителя 22 и при срабатывании датчика 5 на два вход схемы 25 совпадения поступят сигна от дифцепочки 9 и схемы 24 отрицан

Схема 25 через элементы 26 и 27 памяти и исполнительный орган- 28 включает съемник 29, который подни ет противовес 30 с чаши 31. Стрелк весов 1 перемещается влево и устан 45 ливается за датчиком 2. Так как кл пан 33 закрыт, двигатель 40 выраба вает топливо из емкости 36, Вычисл тель 22 продолжает накопление импу сов в счетчике 44, следовательно, продолжает отсчет времени мерной д зы топлива аналогично описанному.

По мере выработки топлива из емкости 36 стрелка весов 1 перемещается вправо к датчику 2.

Если к моменту срабатывания датч

55

ратора 46 больше не поступят на вход.

счетчика 44. Их количество, накоплен- ка 2 (3, 4 или 5) на первом выходе

ное в счетчике 44, пропорционально

промежутку времени расхода мерной

вычислителя 22 будет сигнал, то изм лэение расхода топлива окончится ана

ДОЗЫ, отсчитываемой по шкале весов 1 от датчика 2 до датчика 3,

Выходные ключи счетчика 44 производят переключение в блоке 43, устанавливая суммарное значение сопротивления, резисторов Р, пропорциональное времени Т расхода топлива

R , , где Kj - коэффициент пропордиональ.ности.

На выходе 3 вычислителя 22 токовый сигнал пропорционгипен часовому расходу топлива С 7-.

5

0

0

5

0

0

Сг К,1

У

R

К,Р

к,т

к 5 т

где К - коэффициент пропорциональности.

При этом один цикл измерения расхода топлива окончен.

Рассмотрим работу схемы, когда к моменту подхода стрелки весов 1 к . датчику 3 сигнал на - первом выходе вычислителя 22 отсутствует (время измерения меньше оптимального). В этом случае на выходе схемы 13 сигнал также отсутствует и никаких изменений в работе элементов устройства не происходит. Вычислитель 22 продолжает дальнейшее накопление импульсов в счетчике 43.

Устройство работает аналогично описанному при поступлении сигналов от датчиков 4 и 5, за исключением того, что при отсутствии сигнала на первом выходе вычислителя 22 и при срабатывании датчика 5 на два входа схемы 25 совпадения поступят сигналы от дифцепочки 9 и схемы 24 отрицани ;.

Схема 25 через элементы 26 и 27 памяти и исполнительный орган- 28 включает съемник 29, который поднимает противовес 30 с чаши 31. Стрелка весов 1 перемещается влево и устанав- 5 ливается за датчиком 2. Так как клапан 33 закрыт, двигатель 40 вырабатывает топливо из емкости 36, Вычислитель 22 продолжает накопление импульсов в счетчике 44, следовательно, продолжает отсчет времени мерной дозы топлива аналогично описанному.

По мере выработки топлива из емкости 36 стрелка весов 1 перемещается вправо к датчику 2.

Если к моменту срабатывания датчи5

ка 2 (3, 4 или 5) на первом выходе

вычислителя 22 будет сигнал, то изме- лэение расхода топлива окончится аналогично описанному, за исключением того, что сигнал с второго входа вычислителя 22, поступая на элемент 27, вызьшает отклонение съемника 29 и установку противовеса 30 на чашу 31 весов 1.

В этом случае переключатель 42 устанавливает диапазон выходного напряжения, пропорционального мерной дозе,

равной массе противовеса 30- (в случае окончания измерения в момент срабатывания датчика 2) или сумме массы противовеса 30 и массы, отсчитываемой по шкале весов 1 от датчика 2 до датчика 3 (А или 5) в зависимости от того, срабатывание какого из них пос лужило окончанием измерения расхода топлива.

По. окончании измерения перекл1рча- тель 42 устанавливает -в блоке 43 величину выходного резистора, пропорциональную израсходованной мерной дозе. На в.ыходе блока 43 появляется сигнал, пропорциональный часовому расходу топлива.

Предлагаемое устройство за счет введения схемы управления съемником позволяет снизить трудоемкость измерений .

Формула изобретения

Устройство для измерения расхода топлива при испытаниях двигателя внутреннего сгорания, содержащее основной топливный бак, соединенный трубопро

,,

водом с электромагнитным и игольчатым клапанами со вспомогательной емкостью, ,через всасывающий трубопровод - с испытуемьм двигателем и установленный на чаше весов, на шкале которых установлены первый, второй, третий и четвертый датчики количества, соединенные через соответствующие дифференциальные цепочки с соответствующими входами блока управления, подключенного пятым входом к пусковому элементу, шестым и седьмым входами - к первому и -второму выходам вычислителя расхода соответственно, первый - шестой входы которого подключены к соответствующим выходам блока управления, седьмым выходом подключенного к входу управления электромагнитным клапаном, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости измерений, в него введены .последовательно соединенные схема отрицания, схема совпадения, первый элемент памяти, второй элемент памяти и исполнитель-. ный орган, а также съемник противовеса, подключенный управляющим входом к- выходу исполнительного органа, причем вход схемы отрицания,подключен к второму выходу вычислителя расхода, седьмым входом подключенного к выходу первого элемента памяти, а первым выходом - к второму входу второго элемента памяти, вторые входы схемы

2 совпадения и первого элемента памяти подключены соответственно к восьмому и девятому выходам блока управления.

5

0