Устройство для измерения расхода топлива двигателем внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК G01F9/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения расхода топлива при испытаниях и исследованиях двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет одновременного измерения среднего и текущего весовою расхода топлива.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения расхода топлива двигателя внутреннего сгорания.

Устройство содержит весы 1 с измерительной емкостью 2 для топлива, установленную на чаше весов и соединенную через

всасывающий, наливной трубопроводы и запорные электроклапаны 3-5 с двигателем и топливохранилищем (не показаны), блок 6 управления электроклапанами, датчик 7 расхода дозы топлива, состоящий из скани- стора 8 и светодиода 9, жестко закрепленного на чаше весов 1, блок 10 обработки сигнала датчика расхода дозы топлива, блок 11 измерения начала и конца расходования дозы топлива, блок 12 измерения текущего значения расхода топлива, регистратор 13, измеритель 14 времени расходования дозы топлива, блок 15 деления, цифровой масштабный задатчик 16 дозы топлива, блок 17 индикации, блок 18 управления.

Устройство работает следующим образом.

о

СО

со

ел

В исходном состоянии клапан 4 закрыт, а клапаны 3 и 5 открыты, в связи с чем поступление топлива в измерительную емкость 2 и подача топлива в двигатель осуществляется непосредственно из топли- вохранилища.

Блоком 18 управления на выходе формируются тактовые импульсы, управляющие работой блока 10 обработки и блока 12 измерения текущего значения расхода топлива.

В блоке 10 обработки сигнала датчика расхода производится периодически с заданной чистотой f выделение максимального уровня сигнала, его усиление и последующая цифровая обработка, заключающаяся в формировании по информационному выходу пачек импульсов, количество которых в пачке соответствует текущему значению координаты световой зоны, формируемой на сканисторе 8 свето- диодом 9 относительно начала опроса вдоль линейки сканистора.

Информация о координатах светодиода 9 относительно сканистора в виде пачек импульсов поступает на информационные входы блока 11 измерения начала и конца расходования дозы топлива и блока 12 измерения текущего значения расхода топлива.

По мере долива топлива в измерительную емкость 2 происходит изменение координаты световой зоны на сканисторе 8 пропорционально весу доливаемого топлива, а следовательно, и изменение количества импульсов в пачке.

Счетчиком блока 11 начала и конца расходования дозы топлива осуществляется считывание количества импульсов в пачках, поступающих на его информационный вход в каждом цикле счета.

Поступательное движение светодиода 9 вниз относительно сканистора происходит до тех пор, пока координата световой зоны светодиода относительно начала опроса сканистора не примет определенного заданного значения, соответствующего максимальному значению дозы расходуемого топлива, что соответствует определенному значению кода счетчика блока 11 измерения начала и конца расходования дозы топлива. В этот момент устройство сравнения кодовых сигналов блока 11 измерений начала и конца расходования дозы топлива вырабатывает кратковременный импульс блоку 6 управления электроклапанами, который формирует на управляющих выходах сигналы для закрывания клапанов 3 и 5 и открывания клапана 4.

Подача топлива в двигатель начинает осуществляться непосредственно с измерительной емкости 2.

Одновременно тем же кратковременным импульсом, поступающим на командные входы блока 12 измерения текущего значения расхода топлива и измерителя 14 времени расходования дозы топлива, производится запуск управляющих триггеров

блоков 12 и 14, которые вырабатывают строб-импульс, соответствующий временному интервалу между началом и концом расходования дозы топлива.

По строб-импульсу открываются ключи

в блоках 12 и 14, разрешая измерение соответственно текущего значения весового расхода топлива и среднего значения расхода топлива.

Блоком 12 измерения текущего значения весового расхода топлива производится определение скорости поступательно движущегося светодиода 9 по формуле

V (Хп 1- 1 - ХП) f.

где хп - координата свегодиода при предыдущем измерении;

хп + 1 - координата светодиода при последующем измерении;

f - частота опроса сканистора. Скорость светодиода 9, связанного с чашей весов 1, на которой установлена измерительная емкость 2 с топливом, пропорциональна текущему значению весового расхода топлива.

С блока измерения текущего значения

весового расхода топлива информация о скорости движения светодиода поступает в регистрирующее устройство 13, в котором через заданные промежутки времени происходит регистрация текущего значения

расхода топлива.

Параллельно с измерением текущего значения расхода топлива производится измерение среднего расхода топлива.

По мере расхода топлива происходит

изменение координат световой зоны светодиода 9 относительно сканистора 8. При достижении величины,равной минимальному значению дозы расходуемого топлива, устройством сравнения кодовых сигналов блока 11 вырабатывается кратковременный импульс, опрокидывающий триггеры блоков 12 и 14, по сигналам которых прекращается измерение текущего значения расхода топлива блоком 12.

Одновременно вырабатывается команда блоку 15 на выполнение операции вычисления часового расхода топлива по формуле

k P

N

где Р - вес дозы расходуемого топлива;

К масштабный коэффициент, необходимый для вывода результата на блок 17 индикации в принятых единицах.

Сигнал о среднем часовом расходе топ- лива с блока 16 деления подается на блок 17 индикации для визуального наблюдения результата измерения.

Результат вычисления хранится в блоке 15 деления до смены его очередным значе- нием. полученным в результате последующего измерения.

Таким образом, данное устройство позволяет с помощью одного датчика одновременно измерять средний и текущий расходы топлива.

Формула изобретения

Устройство для измерения расхода топлива двигателем внутреннего сгорания, содержащее весы, измерительную емкость, установленную на чаше весов и соединенную через трубопроводы, содержащие электромагнитные клапаны, с двигателем и топливохранилищем, блок управления клапанами, подключенный выходами к управ- ляющим входам электромагнитных клапанов, датчик расхода дозы топлива, источник света которого жестко связан с чашей весов, измеритель времени расходования дозы топлива и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения текущего расхода топлива, в него введены последовательно соединенные блок управления, блок измерения текущего расхода топлива и регистра- тор текущего значения расхода, последовательно соединенные цифровой масштабный задатчик дозы топлива и блок деления, выходом подключенный к блоку индикации, блок обработки сигнала датчика расхода дозы топлива, подключенный к выходу датчика расхода дозы топлива, и блок измерения начала и конца расхода дозы топлива, первым и вторым командными выходами подключенный к соответствующим входам управления блока управления клапанами, измерителя времени расходования дозы топлива, блока измерения текущего расхода топлива и блока деления, вторым входом подключенного к выходу измерителя времени расходования дозы топлива, блок измерения начала и конца расхода дозы топлива входом установки в О подключен к выходу блока управления, а информационным входом - к выходу блока обработки сигнала датчика расхода дозы топлива, входом подключенного к выходу блока управления, а выходом - к информационному входу блока измерения текущего расхода топлива, причем фотоприемник датчика расхода дозы выполнен в виде линейного фотоприемника-сканистора, оптически связанного с источником света.

Изобретение относится к приборостроению и позволяет расширить функциональ- ные возможности устройства для измерения расхода топлива двигателем внутреннего сгорания, В процессе измерения расхода топлива чаша весов 1 с установленной на не измерительной емкостью 2 изменяет свое вертикальное положение. С чашей весов жестко связан светодиод 9, оптически связанных со сканистором 8. В зависимости от положения светодиода 9 на выходе ска- нистора 8 возникает сигнал координаты нахождения светового пятна. При измерении расхода координаты светового пятна изменяются. Блок 10 обработки сигнала датчика 7 расхода дозы топлива, включающего ска- нистор 8 и светодиод 9, блоки 11 и 12 измерения начала и конца расхода дозы топлива и измерения текущего расхода топлива преобразуют значения координаты светового пятна в средний расход, а по скорости изменения координаты вычисляют текущий расход. Результаты вычислений выводятся на регистратор 13 и блок 17 индикации. 1 ил. со с