Устройство для измерения расхода топлива в дизельном двигателе Советский патент 1992 года по МПК F02M65/00 

Фие.}

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для измерения расхода жидкого топлива в дизельных двигателях, снабженных топли- вовпрыскивэющими насосами высокого давления, в которых отсечное топливо отводится за пределы насоса.

Существующие способы измерения расхода топлива в дизелях, топливные насосы высокого давления которых снабжены внешним отсечным трубопроводом, предусматривают установку отдельных независимых друг от друга измерителей расхода в нагнетательном и отсечном трубопроводах. По разности их показаний судят о действительном расходе топлива 1.

Однако в этих системах при использовании преобразователей расхода переменного перепада давлений в связи с изменениями вязкости применяемых сортов топлив получение достоверной информации о топливной экономичности практически невозможно. Это обусловлено различиями в температурах и соответственно вязкостях топлива в напорной и отсечной магистралях. Теплоизоляция и термостатирование измерителей проблему не решают, а дополнительное измерение температур и внесение соответствующих поправок усложняют методику оценки.

При измерении малых расходов жидкостей известны способы и устройства, в которых течение контролируемой жидкости осуществляется в ламинарном режиме, что позволяет получать линейные зависимости между измеряемым расходом и перепадом давлений потока на определенном измерительном участке первичного преобразователя расхода 2. Такие устройства, выполненные в виде трубчатых или кольцевых каналов, приняты за прототип.

Цель изобретения - повышение точности измерения расхода топлива при изменяющейся его вязкости и расширение сферы применения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя измерительными участками, имеющими одинаковые гидравлические сопротивления; участки разделены между собой камерой стабилизации потока; в районе камеры стабилизации потока установлены дополнительные патрубки для отвода топлива к двигателю и возврата отсечного топлива, расположенные в противоположных направлениях относительно оси корпуса устройства; корпус устройства в районе расположения дополнительных патрубков снабжен кольцевыми камерами, выполненными эксцентрично оси корпуса с эксцентриситетами, направленными в сторону патрубков.

На фиг. 1 показана конструктивная схема первичного преобразователя расхода, содержащего цилиндрический стакан 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, в котором установлен центральный ступенчатый стержень 4. Стакан 1 снабжен каналами 5, 6, 7, 8 для измерения давления потока в егосеченияхЧ, II, 111, IV и передачи давления к дифференциальному манометру (на чертеже не показан) для измерения перепадов давлений либо передачи давления вторичному преобразователю расхода (на чертеже не показан). Стакан 1 совместно с центральным стержнем А образует камеру 9 стабилизации потока, в районе которой в стакане установлены дополнительные патрубки 10, 11. В районе дополнительных патрубков 10, 11 в корпусе выполнены эксцентричные оси устройства выемки 12, 13. Области между

сечениями I и II, а также III и IV образуют измерительные участки потока.

Устройство устанавливается в измерительном циркуляционном контуре (фиг. 2), состоящем из топливоподкачивагащего наcoca И, устройства 15 по фиг. 1, циркуляционного контурного трубопровода 16, всасывающего трубопровода 17 топливного насоса высокого давления (на чертеже не показан), трубопровода 18 отсечного топлива и трубопровода 19 внешней подпитки контура. При этом трубопровод 17 сообщен с патрубком 10 устройства по фиг. 1, а трубопровод 18 с патрубком 11 того же устройства.

На фиг. 3 показана гидравлическая схема устройства по фиг. 1, где точки I, II, III, IV соответствуют сечениям I, II, III, IV устройства по фиг. 1.

На фиг. А приведена эпюра давлений в

поперечных сечениях потока, проходящего устройство по фиг. 1.

Во время измерения расхода топлива работает топливоподкачивающий насос 14 (фиг. 2), обеспечивающий циркуляцию топлива в циркуляционном трубопроводе 16 контура. Забираемое насосом высокого давления топливо поступает из полости 12 (фиг. 1) по дополнительному патрубку 10 и трубопроводу 17 (фиг. 2). Оставшаяся часть топлива

движется внутри устройства (фиг. 1) к выходному патрубку 3 и далее по трубопроводу 16 (фиг 2) к циркуляционному топливоподкачи- вающему насосу 14. Отсечное топливо по трубопроводу 18 (фиг. 2) через патрубок 11 (фиг.

1) поступает в камеру 9. Подпитка контура осуществляется по трубопроводу 19. В это время осуществляют измерение перепадов давлений между сечениями I и II ( ДР|-ц) и сечениями III и IV (ДРщ-iv).

Численная оценка фактического расхода топлива осуществляется по формуле

q Q(1 A PHI -iv АР -и

)

при независимом приводетопливоподкачи- вающего насоса 1 с постоянной подачей либо по формуле

q-QH JJL(1. APm-iv.)

пн ч APi -ц при использовании топливоподкачивающе- го насоса 1 с приводом от коленчатого вала, где Пн - фактическая и номинальная частоты вращения коленчатого вала; QH - номинальная подача насоса при пн. Формула изобретения Устройство для измерения расхода топлива в дизельном двигателе, содержащее цилиндрический стакан с входным и выходным патрубками, соединенные с циркуляционным контуром топливоподкачивающего насоса стержень, соосно кольцевой канал с последним, измерительные патрубки, установленные перпендикулярно оси цилиндри0

ческого стакана, и измерительный участок образованный частью кольцевого канала между двумя измерительными патрубками, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство снабжено двумя дополнительными патрубками, установленными перпендикулярно оси цилиндрического стакана по разные стороны от последней и на разном расстоянии от входного патрубка: вторым измерительным, идентичным первому, на внутренней поверхности цилиндрического стакана в районе дополнительных патрубков выполнены кольцевые выемки эксцент5 рично оси цилиндрического стакана со смещением эксцентриситета в сторону дополнительных патрубков, причем часть кольцевого канала между двумя кольцевыми выемками образует камеру стабилизации по0 тока, первый и второй измерительныеучастки размещены по разные стороны от последней, первый дополнительный патрубок со стороны входного патрубка связан с всасывающей полостью топливного насоса высокого давления, а второй дополнительный патрубок - с отсечной полостью топливного насоса высокого давления.

5

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: устройство для из/IT к i Ю S мерения расхода топлива п дизельном двигателе содержит цилиндрический стакан 1 с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3, соединенными с циркуляционным контуром топливоподкачивающего насоса, стержень 4, соосно установленный в цилиндрическом стакане 1. Стакан 1 снабжен каналами 5, 6, 7 и 8 для измерения давления потока топлива в его сечениях I, II, III, IV. Стакан 1 совместно со стержнем 4 образует камеру 9 стабилизации потока, в районе которой в стакане установлены дополнительные патрубки 10 и 11. В районе дополнительных патрубков 10 и 11 в стакане 1 выполнены эксцентричные выемки 12 и 13. Области между сечениями I и II, а также III и IV образуют измерительные участки потока. 4 ил. Ж 8 СП Ч ч го о

15

Q

I/

17

V

18

Фиг. 2

ЖЕГ й-ц

у

Фиъ.З

i ж т

фиг. 4

Ж