Устройство контроля обводненности дизельного топлива Советский патент 1993 года по МПК F02B77/00 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания, в частности к системам контроля обводненности дизельного топлива.

Цель изобретения - повышение быстродействия и чувствительности контроля при установке устройства на подвижных объектах.

На фиг, 1 изображена установка датчика на фильтре грубой очистки; на фиг. 2 - датчик, продольный разрез; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема системы порогового контроля обводненности топлива; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема системы контроля отработки реагента; на фиг. 5 - принципиальная электрическая измерительная схема системы текущего контроля обводненнобти топлива.

Датчик 1 контроля обводненности дизельного топлива (фиг, устанавливается в нижней части, например, фильтра тонкой очистки 2 или в другом месте топливной системы транспортного средства, где предусмотрен отстой воды.

Датчик контроля обводненности топлива (фиг. 2) содержит корпус 3, крышку 4, между которыми установлена крупноячеистая сетка 5, на которую помещен химический реагент б (например, гидрид кальция). В крышке 4 выполнены осевое отверстие 7, в которое установлена трубка 8, радиальное отверстие 9 и вертикальные отверстия 10, служащие для подвода отстоя топлива к датчику. Кроме того, в крышке 4 установлена трубка 11, выполненная из прозрачного материала (например, кварцевого стекла), в нижней части которой установлены свето- диод 12 Иьфотодиод 13. В корпусе 3 установлена трубка 14, выполненная из того же материала, что и трубка 11, в верхней части которой установлен светодиод 15 и фоторезистор 16. В нижней части корпуса 3 установлена заглушка 17. Верхний торец трубки 8 (фиг. 1) устанавливается на высоте предельно-допустимого уровня отстоя воды в фильтре, а верхний торец трубки 11 установ- лен на 10... 15 мм выше верхнего торца трубки 8.

Принципиальная электрическая схема измерения обводненности топлива (фиг. 3) кроме светодиода 12 и фотодиода 13 содержит резисторы 18 и 19. К общей точке последнего и фотодиода 13 подсоединен проводник, соединяющий эту точку с входом а компаратора 20, параллельно которому установлен конденсатор 21. На вход в компаратора 20 с регулируемого делителя 22 напряжения подводится часть напряжения от стабилизатора напряжения, состоящего из прецизионного стабилитрона 23 и резистора 24. К выходу компаратора 20 подсоединен индикатор 25 сигнализации предельной обводненности топлива (светодиод красного свечения).

Принципиальная электрическая схема контроля отработки реагента (фиг. 4) кроме светодиода 15 и фоторезистора 1 б содержит

резисторы 26 и 27, к общей точке которого и фоторезистора 16 подсоединен проводник, соединяющий эту точку с входом а компаратора 28. На вход в компаратора 28 с регулируемого делителя 29 напряжения

подводится часть напряжения от стабилизатора напряжения, состоящего из прецизионного стабилитрона 30 и резистора 31. К выходу компаратора 28 подсоединен индикатор 32 предельной отработки реагента

(светодиод желтого свечения).

Принципиальная электрическая измерительная схема текущего контроля обводненности топлива (фиг. 5) кроме светодиода 12, фотодиода 13 и резистора 18 содержит

резистор 33, к общей точке которого и фотодиод 13 подсоединен проводник, соединяющий эту точку с входом а операционного усилителя 34 и резистором 35 обратной связи, регулирующего коэффициент усиления.

к выходу операционного усилителя 34 подсоединен вход с цифровой микросхемы 36 к выходам которой подключен жидкокристаллический индикатор 37. К выходу Р микросхемы 36 подсоединен вход С цифровой микросхемы 38 и к выходам которой подсоединен жидкокристаллический индикатор 39. К входам R цифровых микросхем 36 и 38 подсоединен мультивибратор 40. При необходимости увеличения числа разрядов счета аналогично могут быть подсоединены необходимое число цифровых микросхем с жидкокристаллическими индикаторами. В качестве цифровых микросхем могут быть использованы ИС К176ИЕЧ (см.

Вениаминов В.Н, и др. Микросхемы и их применение. - М.: Радио и связь, 1989, С. 205).

Система контроля обводненности топ- лива работает следующим образом.

Дизельное топливо поступает в фильтр 2 (фиг. 1) и когда уровень отстоя воды достигнет верхнего торца трубки 8, вода по трубке 8, осевому отверстию 7, (фиг. 2), ра- диальному отверстию 9 и вертикальным отверстиям 10 поступает во внутреннюю полость датчика. При взаимодействии хими- ческого реагента с водой происходит следующая реакция: СаН2 + 2НгО (ОН)г + 2На.

Пузырьки водорода Н2 поднимаются в верхнюю часть крышки 4 и по калиброванной трубке 11 удаляются за пределы датчика. Осадок Са(ОН)2 проходит через сетку 5 и накапливается в трубке 14.

Электрическая схема системы порогового контроля обводненности топлива работает следующим образом. При отсутствии воды в топливе реакция не происходит и пузырьки водорода не поступают в трубку 11 (фиг. 2). Световой поток от светодиода 12 (фиг. 3), попадающий на фотодиод 13, стабилен.

Вследствие этого на вход а компаратора 20 подводится напряжение, удержива- ющее компаратор 20 в закрытом состоянии, так как это напряжение больше напряжения, подведенного на вход в компаратора 20 от регулируемого делителя 22 напряжения. На выходе компаратора устанавливает- ся напряжение логического нуля и индикатор 25 не высвечивается.

При взаимодействии химического реагента с водой пузырьки водорода, проходя по калиброванной трубке 11, модулируют световой поток, изменение которого фиксируется фотодиодом 13. Элементы электрической схемы (фиг. 3) 13, 19, 20 и 21 представляют собой интегратор, который измеряет скорость прохода пузырьков во- дорода по трубке 11. При пороговой скоро- сти прохождения пузырьков водорода между светодиодом 12 и фотодиодом 13 напряжение на входе а компаратора 20 становится меньше, чем напряжение на входе в. Вследствие этого компаратор 20 пере- брасывается и на его выходе появляется напряжение логической единицы. Индикатор 25 загорается и подает сигнал о предельном уровне воды в фильтре. Конденсатор 21 является интегрирующим элементом схемы, т.е. напряжение на его общей точке с входом а компаратора 20 определяется скоростью прохождения пузырьков водорода по калиброванной трубке 11.

При отсутствии отработки химического реагента Ca(OH)z в трубке 14 (фиг. 2) или ее частичном заполнении на световой поток от светодиода 15 (фиг. 4) проходит через прозрачные стенки трубки топливо, находяще- еся в трубке 14 (фиг. 2), и попадает на фоторезистор 16. Вследствие этого на вход а компаратора 28 подводится напряжение, удерживающее компаратор 28 в закрытом состоянии, так как это напряжение больше напряжения, подведенного на вход в компаратора 28 от регулируемого делителя 29 напряжения. На выходе компаратора устанавливается напряжение

логического нуля и индикатор 32 не высвечивается.

При пороговой отработке реагента б (фиг. 2) продукты отработки заполняют трубку 14, перекрывая световой поток от фотодиода 15 к фоторезистору 16.

Напряжение на входе а компаратора 28 становится меньше, чем напряжение на входе в. Вследствие этого компаратор перебрасывается и на его выходе появляется напряжение логической единицы. Индикатор 32 загорается и подает сигнзо о необходимости замены химического реагента.

Принципиальная электрическая измерительная схема системы текущего контроля обводненности топлива (фиг. 5) работает следующим образом. При отсутствии воды в топливе модуляция светового потока свето- диод 12 - фотодиод 13 отсутствует, вследствие чего на выходе операционного усилителя 34 устанавливается напряжение меньше порогового напряжения срабатывания микросхем 36 и 38 и на жидкокристаллических индикаторах 37 и 39 высвечиваются нули. При появлении пузырьков водорода между светодиодом 12 и фотодиодом 13 световой поток между ними модулируется, напряжение модуляции усиливается операционным усилителем 34 и вследствие этого прохождение каждого пузырька водорода по трубке 11 приводит к появлению на выходе операционного усилителя 34 напряжения, большего порогового напряжения срабатывания микросхем 36 и 38. В зависимости от степени обводненности топлива дешифраторы микросхем 36 и 38 выдают цифровую информацию на жидкокристаллических индикаторах 37 и 39. Мультивибратор 40 через заданные интервалы времени выдает импульс напряжения на входы R микросхем 36 и 38, приводящие к их обнулению. Периодичность срабатывания мультивибратора 40устанавливается из соображений необходимой временной разрешающей способности системы.

Таким образом, повышение быстродей- ствия и чувствительности контроля при установке устройства на подвижных объектах достигается за счет использования модулирования светового потока пузырьками водорода, выделяющимися при взаимодействии , воды в топливе с химическим реагентом. Формула изобретения Устройство контроля обводненности дизельного топлива, содержащее корпус, крышку, механически соединенную с корпусом, перегородку, установленную в прорези внутри корпуса, электрические датчики, соединенные с измерительной схемой, отличающееся тем, что, с целью повышения

быстродействия и чувствительности контроля при использовании устройства на подвижных объектах, в него введены три трубки, электрические датчики выполнены в виде двух светодиодов, фотодиода и фоторезистора, перегородка выполнена в виде крупноячеистой сетки, на которую помещен химический реагент, а в крышке выполнены два продольных осевых отверстия, в первом из которых установлена первая трубка, выполненная из прозрачного материала, в

нижней части которой внутри крышки над перегородкой расположены установленные напротив друг друга первый светодиод и фотодиод, во втором продольном осевом отверстии установлена вторая трубка, а в отверстий корпуса установлена третья прозрачная трубка, в верхней части которой внутри корпуса ниже перегородки установлены напротив друг друга второй светодиод и фоторезистор.

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания, в частности к системам контроля обводненности дизельного тод лива. Целью изобретения является повышение быстродействия и чувствительности контроля. Устройство контроля обводненности дизельного топлива содержит датчик контроля, установленный в нижней части фильтра тонкой очистки. Между корпусом 3 и крышкой 4 датчика установлена крупноячеистая сетка 5, на которой помещен химический реагент 6. В осевом отверстии 7 крышки 4 установлена трубка 8. Калиброванная трубка 11 в крышке 4 выполнена из прозрачного материала и в ее нижней части установлены светодиод 12 и фотодиод 13, В корпусе 3 установлена труб- ; ка 14 из прозрачного материала, в верхней части которой размещен светодиод 15 и фоторезистор 16. 5 ил. // 1Л С

ФигЛ