Устройство для измерения расхода топлива в дизельном двигателе

 

Использование: в двигателестроении. Сущность изобретения: устройство для измерения расхода топлива в дизельном двигателе содержит циркуляционный контур топливоподкачивающего насоса 1. первичный преобразователь расхода 2 в виде гидравлического моста, циркуляционный трубопровод 3, трубопровод 4 подачи топлива к топливовпрыскивающему насосу высокого давления, трубопровод 5 подпитки циркуляционного контура. Топливовпрыскивающий насос подключен к одному из узлов диагонали гидравлического моста. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (И) О I) (st)s F 02 M 65/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 l) 4688123/06 (22) 03.05.89 (46) 30.11.92. Бюл. М 44 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) Ю.Л. Шепельский (56) Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1975, с.776.

Авторское свидетельство СССР

М 1278584, кл. G 01 F 1/00, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ (57) Использование: в двигателестроении, Сущность изобретения: устройство для измерения расхода топлива в дизельном двигателе содержит циркуляционный контур топливоподкачивающего насоса 1, первичный преобразователь расхода 2 в виде гидравлического моста, циркуляционный трубопровод 3, трубопровод 4 подачи топлива к топливовпрыскивающему насосу высокого давления, трубопровод 5 подпитки циркуляционного контура. Топливовпрыскивающий насос подключен к одному из узлов диа го на ли гидра влич еского моста.

1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1778353

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для измерения расхода жидкого топлива в дизельных двигателях, снабженных топливовпрыскивающими насосами высокого давления, в которых отсечной канал накоротко сообщен с всасывающей полостью.

Известны устройства, в которых обеспечивается течение контролируемой жидкости в ламинарном режиме, что позволяет получить линейную зависимость между расходом жидкости и перепадом давлений потока на определенном фиксированном участке первичного преобразователя расхода, Однако при изменяющихся значениях вязкости применяемых сортов топлив измеряемый сигнал не соответствует фактическому расходу. С целью компенсации этого фактора применяют термостатирование первичного преобразователя расхода либо путем одновременного измерения температуры потока вносят соответствующие расчетные поправки.

Однако эти мероприятия недостаточны при использовании в энергетических установках широкой гаммы сортов топлив, т.к. интервал варьирования вязкостей превышает возможности термостатирования, а расчетные поправки не обеспечивают достаточной точности результатов измерений, Цель изобретения — повышение точности результата измерения при изменяющейся вязкости топлива.

Цель достигается тем, что трубопровод, соединяющий циркуляционный контур с топливовпрыскивающим насосом, подключен к одному из узлов диагонали моста; гидравлические сопротивления плеч моста равны между собой; топливоподкачивающий насос кинематически связан с коленчатым валом двигателя, но может иметь и независимый привод, Устройство (фиг,1) содержит циркуля ционный топливоподкачивающий насос 1, первичный преобразователь расхода 2 в форме гидравлического моста, циркуляционный трубопровод 3, трубопровод 4 подачи топлива к топливовпрыскивающему насосу высокого давления (не показан), трубопровод 5 подпитки циркуляционного контура, Первичный лреобразовэтель расхода (фиг.2) выполнен в форме гидравлического моста с установленными в его плечах гидравлическими сопротивлениями, обеспечивающими ламинарное течение потока топлива.

Преобразователь расхода снабжен также устройствами (не показаны) для измерения перепадов давлений между точками 7 и

8, 5 и б, 6 и 8, б и 10, Работа устройства осуществляется следующим образом.

Топливо подается насосом I по циркуляционному контуру 3. причем его подача

5 несколько превышает максимально возможную подачу топливовпрыскивающего насоса высокого давления, к которому топливо поступает по трубопроводу 4 (фиг,1) из узла 3 (фиг.2). Компенсирующая подпитка

10 циркуляционного контура осуществляется по трубопроводу 5.

Во время измерения расхода топлива в двигателе измеряют фактическую частоту пф вращения коленчатого вала, перепады

15 давлений между точками 7 и 8(b, Ру-в), 5 и

6 (Л Р5-6), 6 и 8(Ь Рв-э),6 и 10(Л Рв-1о) и с учетом известного значения подачи топливоподкачивающего насоса 0Н определяют фактический расход топлива по формуле

20 пф

q--Q H — л. (1) пн

При использовании независимого привода топливоподкачивающего насоса опре деление q осуществляют по формуле

25 q=Qm, (2)

Теперь рассмотрим расчетную функцию перепадов давлений в зависимости от сочетания используемых параметров Л Р, Как известно, при ламинарном режиме

30 течения жидкости связь между перепадом давлений потока Л P и расходом Q описывается зависимостью

ЛР=Ка, (3) где К вЂ” параметр, значение которого определяется геометрическими характеристиками потока и вязкостью жидкости.

Поток Q, входя в измерительный мост, раздваивается на два: 5-7-9 и 6-8-9. В общем случае подачи в плечах моста равны:

40 б-7=а, 7-9 = à-q, (4)

6 — S=b, 8 — 10= Ь.

Прио=Оа= Ь

45 При р 0 Q = a + b; а > b > a — q.

Последнее неравенство отчетливо видно на фиг.З согласно зависимости (3).

Из рассмотрения участка 1 — 3-5 следует, что из условия (4)

50 1

q = — (Л Р5-7 " Л Р7-9).

К (5)

Это означает, что при одинаковых конструктивных параметрах плеч 5-7 и 7 — 9 и стабильности вязкости подаваемого топлива выражение (5) служит информатором о фактическом расходе топлива в двигателе.

Однако в действительности вязкость может изменяться в пределах одной товарной марки топлива. не говоря уже о ситуациях, свя1778353 занных с применением топлив различных классов вязкости, Все зто отражается на численном значении параметра К и поэтому формула (5) имеет лишь сугубо теоретическое значение, Т.е, перепад давлений в диагонали моста не может служить однозначным информатором о фактическом расходе р топлива.

Т.к. 0 = а + Ь при q A О, то

Q = — (Л Р5-7 + 4 Р6-8) .

К (6)

Отсюда переход к расчетной функции можно осуществить из л= - .

В этом случае мы располагаем известным значением Q с учетом отношения пф/пн для привода топливоподкачивающего насоса от коленчатого вала, Важнейшим свойством функции л является ее независимость от параметра К или, выражаясь точнее, независимость от вязкости при одинаковых конструктивных характеристиках плеч места первичного преобразователя расхода.

Иэ рассмотрения фиг.3 и 4 после преобразования и замены параметров получаем основные выражения для функции Л.

2 Р7 — 8

2 ЛР5,6 — 9,10 + ЛР7 — 8

2 ЛР7 — 8

2 Л Р5 — 7 + 4 Р6,8 — 8.10

2 ЬР7-8 (7)

2 ЛР5 — 7 ЛР7 — 8

Как следует из рассмотрения фиг.4, в зависимости от q изменяются как общий перепад на преобразователе расхода, так и частные перепады давлений в плечах моста, так и функции л. Эти перепады также будут изменять свои значения и при изменении вязкости топлива, однако, благодаря линейной связи (3) значения функции 7г по (7) будут неизменны при неизменности q. Практический выбор параметров в выраже5 нии (7) определяется конкретными условиями применения способа, Более предпочтительными являются варианты формулы (7), содержащие два перепада.

10 Таким образом, устройство можно принять как при эксплуатации, так и при испытаниях энергетической установки для получения мгновенных значений расходов топлива на неустановившихся режимах ра15 боты.

Устройство для измерения может быть на базе штатного топливоподкачивающего насоса, и подключаться к топливной системе дизеля на период испытаний. В этом

20 случае точность измерений может быть существенно повышена за счет повышения стабильности подачи и меньшего различия в подачах подкачивающего насоса и измеряемого значения расхода.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения расхода топлива в дизельном двигателе, содержащее циркуляционный контур топливоподка30 чивающего насоса с установленным в напорной магистрали первичным преобразователем расхода переменного перепада ламинарного типа в форме гидравлического измерительного моста с установленными на

35 его плечах гидравлическими сопротивлениями и устройствами для измерения перепадов давлений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что гидравлические сопротивления плеч равны между собой, а топливовпрыскивающий на40 сос подключен к одному иэ узлов диагонали гидравлического измерительного моста.

2.Устройство no n.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что топливоподкачивающий насос снабжен независимым приводом.

1778353

Г . 1 г-8 фиг. 4

Составитель Ю; Шепельский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Гунько

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5