Паливна система двигуна з ділянкою для вимірювання витрати палива

Паливна система двигуна з ділянкою для вимірювання витрати палива, яка включає паливний бак, від якого відходить паливна магістраль низького тиску, в яку послідовно включені запірний вентиль, паливопідкачувальний насос низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива, пристрій для автоматичного вимірювання витрати палива, який виконаний у вигляді кільцевого лічильника витрати палива і компенсатора гідравлічного удару, встановлених у магістраль низького тиску, які разом утворюють ділянку для вимірювання витрати палива, паливний насос високого тиску, від якого паливо по розгалуженій магістралі подається в уприскуючі форсунки, і магістраль повернення невикористаного палива в паливний бак, яка відрізняється тим, що магістраль повернення невикористаного палива сполучена безпосередньо з паливним насосом високого тиску, а фільтр тонкого очищення палива обладнаний зворотним клапаном підвищеного тиску зливання палива у паливний бак через зворотну магістраль та дросельним клапаном зниженого тиску, встановленим у нагнітальну магістраль попереду лічильника палива, а також лічильник палива обладнаний другим компенсатором гідравлічного удару, встановленим з боку нагнітальної магістралі, причому обидва компенсатори гідравлічного удару розташовані у загальному корпусі, що робить його подвійним, який виконаний у вигляді єдиної ємності з приєднаними до її торців перекритими сітками штуцерами підводу/відводу палива, яка містить усередині внутрішню центральну глуху перегородку, що розділяє вказану ємність на дві багатопро U 2 (19) 1 3 38918 лічильників палива, і може бути використана для захисту гідро- і пневмосистем двигунів, зокрема, їх вузлів і елементів, особливо, лічильників палива від гідравлічного удару та коливань тиску, а також для точного автоматичного вимірювання і обліку витрати палива двигуном, яке рухається у його паливній системі при її при перекачуванні паливними насосами, як при діагностуванні двигунів будь-якого виду на випробувальних стендах, так і в процесі їх експлуатації у транспортних засобах, а також в паливнороздавальних колонках автозаправних станцій, та в інших будь-яких гідросистемах будь-якого призначення де використовують будь-які засоби контролю, вимірювання і обліку параметрів робочої або транспортувальної рідини, що р ухається по цих гідросистемах. Паливні системи двигунів деяких транспортних засобів, через наявність зливних магістралей, утворюють, так званий, замкнутий контур. Такі паливні системи двигунів містять приєднану до паливного бака паливоподавальну магістраль з фільтрами грубого і тонкого очищення, розташований на виході вказаної магістралі колектор низького тиску, який приєднаний до насосів високого тиску і форсунок циліндрів. Вихід колектора низького тиску, а також насоси високого тиску і форсунки циліндрів мають зворотні зливні магістралі, які з'єднані з паливним баком. У таких конструкціях паливних систем двигунів, через повернення не витраченої частини палива у паливний бак, виникає проблема обліку об'ємної витрати палива. Враховуючи, що при щоденній експлуатації транспортного засобу витрати палива досягають десятки, а то й сотні літрів, вимірювання витрати палива має актуальне значення, оскільки саме витрати палива дозволяють судити про правильність експлуатації регулювання двигуна, про знос, як окремих вузлів двигуна, так і його у цілому, про завантаженість і раціональність експлуатації транспортного засобу то що. Для вирішення цієї проблеми розробники пропонують численні схеми і засоби для вимірювання витрати палива двигунами транспортних засобів, які розташовують безпосередньо у паливних системах двигунів. Так, наприклад, відоме технічне рішення, у якому запропоновано вимірювання витрати палива здійснювати за допомогою двох роликолопатевих витратомірів. Кожний роликолопатевий витратомір містить лопатевий ротор, вал якого пов'язаний з крильчаткою, що має первинні елементи датчика, вторинний елемент якого пов'язаний з лічильником реєстрації об'ємної витрати палива. Корпус витратоміра має підвідний (вхідний) та відвідний (вихідний) канали, які розташовані у внутрішній порожнині корпусу, і роликирозподільники. Лопатевий ротор і роликирозподільники через задані зазори ущільнювачів між їх робочими поверхнями і поверхнями внутрішньої поверхні корпусу утворюють вхідну і ви хідну робочі порожнини, які через вхідний і вихідний канали з'єднуються з магістраллю потоку палива, що рушить. Один з витратомірів розміщують на виході потоку палива з фільтру тонкого очищення перед входом в паливний колектор низького тиску. Інший витратомір розміщують на виході з колекто 4 ра низького тиску і перед входом зливного потоку палива в паливопідогрівач, який сполучений з паливним баком. Кожний роликолопатевий витратомір має лічильний пристрій, який реєструє об'ємну витрату палива з врахуванням заданого об'єму робочих порожнин витратоміру і імпульсів обертання ротора, що фіксуються електромагнітним датчиком цього витратоміру. По різниці показників лічильних пристроїв (мала різниця двох великих величин) обох витратомірів, визначають об'ємну витрату палива при експлуатаційному режимі роботи дизельного двигуна внутрішнього згорання на транспортному засобі [див. журнал: «Локомотив». 2000. - №4. - С. 26-28]. Основним недоліком цього технічного рішення є те, що при вимірюванні витрати палива не враховується об'єм повернення палива в паливний бак з гілки паливозливної магістралі, сполученої з насосами високого тиску і форсунками циліндрів, що при експлуатаційного режиму роботи двигуна транспортного засобу має істотне значення. Відсутність повного обліку об'ємного повернення палива знижує точність визначення реальної витрати палива при експлуатації двигуна. Наявність окремого лічильного пристрою для кожного витратоміру знижує точність визначення витрати палива в експлуатаційному режимі транспортного засобу і ускладнює процес обліку, зокрема внаслідок незіставності результатів за робочими обсягами витратомірів. Цей недолік усунений в дизельних двигуна х внутрішнього згорання із замкнутою паливною системою, які наділені пристроєм для вимірювання витрати палива, що містить розташовані у названій паливній системі два роликолопатевих витратоміри. Корпус кожного роликолопатевого витратоміру має виконані в ньому співвісні вхідний і вихідний канали і містить лопатевий ротор і ролики-розподільники, утворюючи через зазори ущільнювачів між їх робочими поверхнями і поверхнями внутрішньої поверхні корпусу вхідну і вихідну робочі порожнини, що сполучаються з вхідним і вихідним каналами, при цьому торці корпусів витратомірів оснащені електромагнітними датчиками за допомогою кабельного зв'язку, сполученими із загальним лічильним пристроєм. Один з витратомірів розташований в паливоподавальній магістралі перед входом потоку палива, що подається в нагнітальну систему дизельного двигуна, а інший в зливній магістралі перед входом поворотного потоку палива в паливний бак [див. журнал: «Тяжелое машиностроение». - 1999. - №7. - С. 38-40]. Основним недоліком цієї паливної системи є складність конструкції пристрою для вимірювання витрати палива, яка обумовлена надмірною протяжністю кабельних зв'язків між лічильним пристроєм і датчиками витратомірів, що призводить до зниження експлуатаційної надійності і до підвищення вірогідності несанкціонованого доступу до вимірювальної частини пристрою. Вказаний недолік усунений у тупиковій паливній системі двигуна внутрішнього згоряння з ділянкою для вимірювання витрати палива, яка включає паливний бак, від якого відходить паливна магістраль низького тиску, в яку послідовно включені 5 38918 запірний вентиль, фільтр грубого очищення палива, паливопідкачуючий насос низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива, реєструючий пристрій, колектор низького тиску, сполучений з паливними насосами високого тиску, підключеними до форсунок циліндрів двигуна, і магістраль повернення невикористаного палива з паливопідогрівачем, причому реєструючий пристрій, містить два роликолопатевих витратоміри, корпуси яких сполучені між собою по торцях, та які оснащеними датчиками, пов'язаними з лічильним пристроєм, розташованим з боку датчика одного з витратомірів в торцевій кришці корпусу. Кабель датчика іншого витратоміру розташований у виконаних в бічних стінках корпусів співвісних отворах, осі яких паралельні осям обертання лопатевих роторів. Вхідний канал корпусу одного витратоміру і вихідний канал корпусу іншого витратоміру розташовані з одного боку по відношенню до площини, що проходить через осі обертання лопатевих роторів. Вхідні і вихідні канали корпусів орієнтовані під кутом один до одного, що дорівнюється 0-90° [див. пат. Росії №2225596 з класу G01F 3/10, 9/00 опублікований 10.03.2004 року]. Основним недоліком цієї паливної системи двигуна є надмірно великі розміри засобу для вимірювання витрати палива через застосування в ньому двох роликолопатевих витратомірів, що робить його майже неможливим використовувати у невеликих двигунах, наприклад, у двигунах автотранспортних засобів. Цей недолік усунений у паливній системі двигуна внутрішнього згоряння транспортного засобу, який містить пристрій для вимірювання витрати робочої рідини, який виконаний у вигляді витратоміру, що має корпус з вхідними і вихідними каналами, між якими у внутрішньому об'ємі корпусу розміщені взаємодіючі між собою шестерні. Вихідний канал має механічний вимірник, виконаний у вигляді заслінки, тяги і гнучкої мембрани. Вимірник витратоміру пов'язаний з лічильним пристроєм [див. пат. Росії №2085860 з класу G01F 3/00 опублікованого 27.07.1997 року]. Використання шестеренчастого витратоміру палива, через особливості його конструкції, зокрема, наявності шестерень, потребує певних зусиль на обертання витратоміру, оскільки шестерні утворюють суттєвий опір обертанню. Тому шестеренчасті витратоміри достатньо точно реєструють витрати палива, якщо останнє має достатній тиск у паливній системі та незмінні фізичні властивості протягом всього часу експлуатації двигуна. Але реально фізичний стан палива у паливній системі двигуна під час його експлуатації змінюється, зокрема, через розігрівання та насичення палива бульбашками повітря, яке стискуючись, змінює тиск робочої рідини (палива) на шестерні, змінюючи швидкість їх обертання, а через те, і точність вимірювання реальної витрати палива. Отже, шестеренчасті витратоміри надають зниження чутливості вимірювальній системи двигуна в умовах зміни фізико-хімічного стану палива. Ця обставина примушує для контролю витрати палива застосувати вимірювальні пристрої, що основані на інших принципах дії. 6 Так, наприклад, відома замкнута паливна система двигуна внутрішнього згоряння транспортного засобу, яка включає паливний бак, від якого відходить паливна магістраль низького тиску, в яку послідовно включені запірний вентиль, паливнопідкачувальний насос низького тиску (помпа), лічильник палива, який виконаний у вигляді ємкісного датчика з індукційним поплавцем перетворення швидкості потоку палива в електричний сигнал, що передається через диференціатор на прилад, що реєструє, фільтр тонкого очищення палива, паливний насос високого тиску, від якого паливо по розгалуженій магістралі подається в уприскуючи форсунки, і магістраль повернення невикористаного палива в паливний бак [див. книгу: Лившиц В.М. и др. Определение расхода топлива тракторных двигателей в эксплуатационных условиях // Научные труды СибИМЭ. - Вып. 8. - Ч.2.: Новосибирск, 1972. - 87-98с.]. Основним недоліком цієї паливної системи двигуна є те, що ємкісний датчик лічильника палива розташований у паливній магістралі низького тиску відразу ж після паливнопідкачувального насосу низького тиску. Оскільки паливнопідкачувальний насос низького тиску подає паливо імпульсами значної амплітуди і шпаруватості, ємкісний датчик, виконаний у вигляді індукційного поплавця, через свою інерційність, не може точно реагувати на локальні коливання швидкості потоку палива, а тому і не може точно формувати електричний сигнал, внаслідок чого, неможливо вести точний облік витрати палива двигуном за допомогою датчика такої конструкції. Цей недолік усунений в паливній системі двигуна транспортного засобу, яка включає паливний бак, від якого відходить паливна магістраль низького тиску, в яку послідовно включені запірний вентиль, паливнопідкачувальний насос низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива, лічильник витрати палива, паливний насос високого тиску, від якого паливо по розгалуженій магістралі подається в уприскуючи форсунки, і магістраль повернення невикористаного палива в нагнітальну ділянку магістралі перед паливним насосом високого тиску. У цій паливній системі двигуна лічильник витрати палива містить датчик тиску палива, який виконаний у вигляді манометра. Це єдиний реєструючий вузол в конструкції відомого лічильника палива. Для визначення витрати палива спочатку забезпечують роботу двигуна на мінімальних стійких оборотах холостого ходу і датчиком вимірюють тиск палива на цих оборотах двигуна. Потім забезпечують роботу двигуна на максимальних стійких оборотах холостого ходу і датчиком вимірюють тиск палива на цих оборотах. По різниці двох зміряних датчиком тисків палива, використовуючи наперед встановлену залежність, визначають максимальну годинну витрату палива, що має місце при номінальних оборотах двигуна [див. патент Росії №2222785 з класу G01F 9/00 опублікований 27.01.2004 року]. Основним недоліком цієї паливної системи двигуна є те, що для реєстрації витрати палива використовують датчик тиску. Саме ця обставина вимушує проводити додаткові обчислення і порів 7 38918 няння з заздалегідь встановленою залежністю саме для цього типу двигуна, а загальну витрату палива також необхідно обчислювати, заздалегідь зафіксувавши загальний час роботи двигуна, оскільки датчик вимірює, за суттю, не витрати палива, а лише його тиск. Оскільки такий вимірювальний пристрій не дозволяє проводити облік витрати палива у автоматичному режимі (без проміжних розрахунків) під час роботи двигуна транспортного засобу, тим паче у реальних умовах експлуатації транспортного засобу, саме ця обставина (вимірювання тиску палива при сталому режимі роботи двигуна) дає підставу вважати його конструкцію невдосконаленою. Неважко помітити, що всі перелічені паливні системи двигунів мають приблизно однаковий набір вузлів, розташованих у системі у визначений послідовності, тобто, подібні між собою. Суттєво вони відрізняються одна від іншої лише лічильником палива. З цього можна зробити висновок, що якість (достовірність) вимірювання витрати палива двигуном залежить саме від лічильника палива, зокрема, від його конструкції та, особливо, від умов його експлуатації. Сьогодні у арсеналі винахідників та виробників вже є досить надійні конструкції лічильників робочої рідини, зокрема, лічильників палива для двигунів транспортних засобів, тобто, перший із зазначених факторів, можна вважати вирішеним. Але їх застосування на практиці показує, що, незважаючи на конструктивну вдосконаленість сучасних лічильників палива, все ж таки, вони не завжди забезпечують високу точність вимірювання витрати палива, особливо, під час експлуатації транспортних засобів. Тоді можна припустити, що якість та достовірність показників (свідчень) лічильника палива повністю залежить від умов його експлуатації. Це дійсно так, оскільки умови роботи лічильників палива у паливних системах двигунів слід вважати найскладнішими, через таки обставини. Загальновідомо, що при роботі паливних насосів високого і низького тиску, в магістралі паливної системи двигуна, особливо, в нагнітальній його частині, виникає пульсуючий гідравлічний удар, при якому тиск палива на цій ділянці збільшується до двох разів. Саме цей гідравлічний удар спотворює свідчення лічильника палива (будь-якого типа). Для деяких лічильників палива помилка обліку витрати палива може досягати 13-30%, що не припустимо, оскільки взагалі не дає уяву при реальну витрату палива. До того ж, пульсуючий гідравлічний удар також призводить до швидкого зменшення ресурсу роботи лічильника палива, а то, інколи, й до руйнування його реєструючого вузла, тим паче, якщо цей вузом використовує механічний принцип вимірювання витрати палива. Щоб уникнути впливу гідравлічного удару на лічильник палива, у паливній системі двигуна транспортного засобу, традиційно використовують компенсатори гідравлічного удару різних конструкцій. Отже, ще одним загальним недоліком всіх перелічених вище паливних систем двигунів транспортних засобів слід відзначити те, що в них немає компенсаторів гідравлічного удару, хоча таких приладів у всьому світі запатентовано чис 8 ленна кількість. Так, наприклад, відомий пристрій для гасіння гідравлічних ударів, який містить проточний корпус, встановлений всередині трубопроводу, що захищається, а також співісно розміщені в корпусі сопло і послідовно сполучені між собою дифузор і конфузор. Вказаний пристрій містить зовнішню (за межами трубопроводу) допоміжну ємкість, пов'язану із згаданим корпусом за допомогою трубки. Біля дифузора встановлена насадка, яка містить механізм управління у вигляді поворотного елементу з аеродинамічним профілем, направленим уздовж потоку, і забезпеченого двома упорами. Цей пристрій для гасіння гідравлічних ударів використовується у магістральних трубопроводах. При сталому режимі водорозбору корпус через додаткову трубку постійно забирає із допоміжної ємкості певну кількість води. При зупинці насосного агрегату з будь-яких причин, хвиля тиску робочої рідини, що утворюється при цьому, зустрічається з додатковою трубкою, і частина води повертається в допоміжну ємність, де хвиля втрачає велику частину своєї енергії [див. патент Росії №2111405 з класу F16L 55/04 опублікований 20.05.1998 року]. Основним недоліком цього пристрою для гасіння гідравлічних ударів є складність і нераціональність його конструкції, які обумовлені відсутністю у його складі робочих пружних елементів. Саме ця обставина робить необхідним розміщення однієї частини пристрою в трубопроводі, що захищається, а другий - зовні. Через те, у свою чергу, експлуатація цього пристрою для гасіння гідравлічних ударів вимушує постійно підживляти допоміжну місткість водою, що, у свою чергу, вимушує забезпечувати сам пристрій, зокрема, для його експлуатації, додатковою системою водопостачання. При монтажі такого пристрою на трубопроводі виникає необхідність в порушенні його цілісності для розміщення всередині частини пристрою. Все це створює певні незручності і приводить до істотного підвищення витрат на монтаж та експлуатацію відомого пристрою для гасіння гідравлічного удару, а також робить його неможливим використовувати у паливних системах двигунів транспортних засобів де неможливо порушити цільність трубопроводів паливної системи. Цей недолік усунений в компенсаторі гідравлічного удару, який містить корпус, і розміщений в ньому нормально відкритий клапан, виконаний у вигляді поворотних неперфорованих заслінок, сполучених між собою за допомогою пружного зв'язку і демпфуючи х елементів, встановлених в корпусі: один перед клапаном і другий - після клапана, при цьому демпфуючі елементи, або робочі елементи компенсатора, виконані у вигляді нерухомого профільованого сердечника з кільцевими канавками і опорним елементом, наполегливих елементів у вигляді наполегливих ребер жорсткості і поворотних профільованих і перфорованих пелюсток, пов'язаних шарнірно з сердечником. Шарніри розміщені в канавках, а пелюстки сполучені між собою пружним елементом. При цьому пелюстки демпфуючих елементів встановлені до і після клапана і можуть мати різну величину перфорації, а кут нахилу пелюсток демпфуючих при 9 38918 строїв в початковому положенні може бути менше або дорівнюватися куту нахилу заслінок в їх початковому положенні. При виникненні гідравлічного удару, хвиля підвищеного тиску на його фронті розкриває пелюстки демпфуючого елементу, встановленого перед клапаном, долаючи опір пружного елементу. Розкриті перфоровані пелюстки гасять пікові навантаження тиску обуреного середовища. Далі хвиля підвищеного тиску закриває поворотні заслінки клапана, і підвищений тиск у відсіченій зоні перед клапаном продовжує гаситися перфорованими пелюстками, причому фіксація пелюсток у розкритому положенні інтенсифікує процес розсіювання енергії і витрачання енергії потоку на складання пелюсток і переклад їх в початкове положення. Одночасно в зоні за клапаном відбувається рух рідини за інерцією. При цьому за рахунок частини енергії потоку, що проскочила, розкриваються перфоровані пелюстки демпфуючого елементу, встановленого за клапаном, що веде до подальшого розсіювання енергії потоку до прийнятного рівня [див. патент Росії №2031300 з класу F16L 55/04 опублікований 20.03.1995 року]. Основним недоліком цього компенсатора гідравлічного удару є надмірна складність його робочих елементів, які безпосередньо забезпечують гасіння гідравлічного удару та хвилі підвищеного тиску робочої рідини, що обумовлено наявністю великої номенклатури мініатюрних деталей у його складі. При цьому, незважаючи на всю складність робочих органів цього компенсатора гідравлічного удару, вони, все ж таки, мають високу інерційність, з-за якої надглядається проскакування неврівноваженої частини енергії потоку робочої рідини через нормально відкритий клапан, що неприпустимо для деяких приладів, що встановлюються в гідросистему, зокрема лічильників палива, встановлених в паливну систему двигунів транспортних засобів, що працюють на рідинному паливі. Відомий також компенсатор гідравлічного удару, який складається з центрального перфорованого трубопроводу, о хопленого пружною мембраною, з приєднувальними патрубками або штуцерами і охоплюючої його демпфірувальної камери, яка виконана у вигляді циліндрової трубки з еластичного матеріалу, о хопленої жорстким корпусом більшого діаметру, заповненого в кільцевому просторі між ним і трубкою, вкладишами з пружного матеріалу, виконаними у вигляді кілець з розподіленими по їх поверхні виїмками у вигляді кільцевих, або радіальних, або спіральних канавок або поглиблень довільної форми та/або за їх обсягом порожнинами у вигляді подовжніх або радіальних проточок, а також вкладиші розділені кільцями меншого діаметру, утворюючих кільцеві канавки. При різкому надмірному підвищенні тиску робочої рідини, вона, через перфораційні отвори в трубопроводі, розриває пружну мембрану, і хвиля тиску робочої рідини гаситься за рахунок дисипації енергії на перфораційних отворах, а також внаслідок податливості трубки і вкладиша з пружного матеріалу, який під впливом хвилі тиску робочої рідини видавлюється у виїмки або порожнини [див. патент Росії №2144641 з класу F16L 55/04 опублікований 20.01.2000 року]. 10 Основним недоліком відомого компенсатора гідравлічного удару є одноразовість його використання через розрив мембрани внаслідок динамічного впливу тиску робочої рідини у момент гасіння гідравлічного удару значної сили. Ще одним недоліком цього робочого пружного елемента компенсатора гідравлічного удару є не раціональність (через низьку ефективність) використання його окремих частин, зокрема, вкладишів, при невеликій силі гідравлічного удару, оскільки в цьому випадку мембрана не розривається і доступ до вкладишів відсутній. Третім недоліком відомого компенсатора гідравлічного удару є нетехнологічність виготовлення його робочих пружних елементів з-за наявності декілька конструктивно різноманітних вкладишів. Цей недолік обумовлений необхідністю використання спеціальних ливарних форм для виготовлення вкладишів, які мають нестандартну і досить складку просторову конструкцію. Крім того, оскільки вкладиші мають різні види канавок і виїмок, потрібні, відповідно, і різні ливарні форми, а це, у свою чергу, відбивається в гірший бік на собівартості робочих пружних елементів, збільшуючи їхню вартість. І останнім, четвертим недоліком відомого робочого пружного елемента компенсатора гідравлічного удару є обмеженість області його використання. Наявність цього недоліку обумовлена тим, що він виготовлюється індивідуально під кожний діаметр трубопроводу, оскільки в конструкції є мембрана, яка повинна його щільно охоплювати. Отже, з-за розміру мембрани і розміру вкладишів: корпус компенсатора повинний мати суворо циліндричну форму певного діаметра та довжини. У корпус інших розмірів та на трубопровід іншого діаметру, такий робочий пружний елемент неможливо відповідно ні вставити, ні надягнути. Оттоді, через велику номенклатуру діаметрів тр убопроводів, виникає необхідність у виготовленні відповідної номенклатури робочих пружних елементів. Цей короткий огляд компенсаторів гідравлічного удару показує, що їх конструкції досить різноманітні, частіше складні, мають великі габаритні розміри та, саме через те, їх досить важко використовувати у паливних системах двигунів транспортних засобів, але таке використання все ж таки відбувається для захисту лічильників палива, оскільки останні пристрої досить коштовні. Поглядаючи з цього боку (з боку наявності лічильника палива з компенсатором), найбільш близькою за своєю суттю та ефекту, що досягається, і яка приймається за прототип, є паливна система двигуна транспортного засобу з ділянкою для вимірювання витрати палива, яка включає паливний бак, від якого відходить паливна магістраль низького тиску, в яку послідовно включені запірний вентиль, паливнопідкачувальний насос низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива, пристрій для автоматичного вимірювання витрати палива, який виконаний у вигляді витратної ємності з демпфуючою решіткою, що виконує функцію компенсатора гідравлічного удару, над якою розташований занурюваний елемент (поплавець), який безпосередньо контактує з паливом, ємкісний датчик для перетворення ваги палива в електрич 11 38918 ний сигнал, який передається на прилад, що реєструє електричний сигнал, і виконаний у вигляді аналогового перетворювача та електронного дисплея для візуального відображення інформації про витрати палива, які разом утворюють у паливній системі ділянку вимірювання витрати палива, паливний насос високого тиску, від якого паливо по розгалуженій магістралі подається в уприскуючи форсунки, і магістраль повернення невикористаного палива в паливний бак [див. патент Росії №2097707 з класу G01F 9/00, 25/00 опублікований 27.11.1997 року]. Основним недоліком цієї паливної системи двигуна з лічильником палива є обмеженість області використання останнього, а саме: тільки у стаціонарних умовах на випробувальних стендах. Наявність цього недоліку зумовлена тим, що у конструкції контролюючого вузла є елемент, що занурюється (поплавець). Отже точність вимірювання витрати палива залежить від вільності занурювання елементу та забезпечується тільки у тому випадку, якщо цей елемент не буде торкатися до стінок корпусу, у якому він розташований. Дотримання цієї умови можливо лише у тому випадку, коли лічильник, по-перше, нерухомий, а, по-друге, встановлений так, що поплавець розташований суворо вертикально. У протилежному випадку, під час торкання вказаного елемента до стінок, через тертя, він не може точно відображати вагу палива, а тому буде передавати сигнал, який не відповідає дійсності. У реальних умовах експлуатації транспортних засобів, їх двигуни, природно, знаходяться в умовах постійних коливань під час руху з-за нахилу шасі транспортного засобу і в залежності від стану (якості та суцільності) та похилу шля хового покриття. Тому, саме ця обставина - наявність у конструкції елементу поплавкового типу виключає можливість точного обліку витрати палива у реальних умовах експлуатації транспортних засобів, хоча саме для цього, за суттю, і наділяють паливні системи двигунів транспортних засобів лічильниками палива. Крім того, наявність аналогового перетворювача і електроннообчислювальної машини занадто збільшує вартість паливної системи транспортного засобу з таким пристроєм для вимірювання витрати палива, та знижують надійність роботи через можливість відказів електронної техніки, яка має достатньо високу вірогідність трапитися в умовах постійних її коливань разом з двигуном транспортного засобу під час його експлуатації. Слід також відзначити, що демпфуюча решітка, хота і зменшує імпульси і шпаруватості від паливнопідкачувального насосу, але все ж таки не може забезпечити точність вимірювання витрати палива через вплив на лічильник значних коливань тиску з боку насосу високого тиску, оскільки з цього боку у паливній системі відсутні засоби гасіння коливань і нерівноваженості тиску палива. Це є суттєвим недоліком відомої паливної системи двигуна з лічильником палива - відсутність будь-якого засобу компенсації гідравлічного удару на ділянці між лічильником палива і паливним насосом високого тиску, що не дає можливості точного виміру та обліку витрати палива лічильником. 12 Наявність цього недоліку пояснюється наступним. Загальновідомо, що саме при роботі паливного насоса високого тиску, в нагнітальній магістралі виникає пульсуючий гідравлічний удар, при якому тиск палива на цій ділянці періодично збільшується. Але відома реєструюча система містить один компенсатор гідравлічного удару, розташований тільки збоку насосу низького тиску, тобто з боку джерела виникнення менших коливань тиску, ніж з боку джерела занадто більших коливань. Тому демпфуюча решітка хота і зменшує імпульси і шпаруватості від паливнопідкачувального насосу, але все ж таки не може забезпечити приємну точність вимірювання витрати палива через вплив на лічильник коливань тиску з іншого боку, зокрема, з боку насосу високого тиску. Третім недоліком відомої паливної системи двигуна з лічильником палива і компенсатором гідравлічного удару є те, що ці два вузли не являють собою єдину конструкцію. Цей недолік пояснюється наступнім. Власно кажучи, компенсатор гідравлічного удару - це вузол, який забезпечує необхідну якість роботи лічильника палива, зокрема, необхідну точність і достовірність результатів вимірювання ним витрати палива, яка досягається через стабілізацію параметрів руху палива у паливній системі двигуна і ніяких інших функцій не виконує. Тому наділення лічильника палива компенсатором гідравлічного удару є обов'язковими і необхідними умовами, що гарантують отримання дійсних свідчень про витрати палива та запобігають поламанню лічильника палива надмірними імпульсами тиску палива. Але якщо ці вузли виконані окремими один від другого конструкціями, тобто не являють собою єдину конструкцією, то з'являється змога компенсатор гідравлічного удару встановлювати у будь-якому іншому місті паливної системи двигуна, зручному на погляд виробника, або за роздумом користувача транспортного засобу, причому, не обов'язково послідовно з лічильником палива. У таких випадках, коли компенсатор гідравлічного удару буде розташований не безпосередньо разом з лічильником палива, то й і неможливо запобігти впливу коливань тиску та гідравлічного удару на роботу останнього. Отже, якщо компенсатор гідравлічного удару і лічильник палива будуть являти собою єдину конструкцією, то це виключає будь-яку можливість встановити компенсатор на якісь-там ділянці паливній системі окремо від лічильника, де його робота взагалі нікому непотрібна. Четвертим недоліком відомої паливної системи двигуна з лічильником палива э власна невдосконаленість самого компенсатора гідравлічного удару, зокрема його конструкції. Цей недолік пояснюється наступним. Використання в його конструкції принципу вирівнювання коливань тиску через компенсуючи решітки вимагають наявності безліч отворів, або розташування їх у декілька ярусів. У першому випадку зростає трудомісткість виготовлення такої решітки, а у другому - зростає загальна складність цього вузла, та у обох випадках зростають габарити компенсатора коливань тиску. І саме цей конструктивний недолік робить його незручним або непридатним для використання у па 13 38918 ливних системах невеликих за габаритами двигунів, через виникнення проблем з його розташуванням під капотом більшості транспортних засобів через відсутність такого вільного за розмірами простору для розміщення таких величезних за габаритами додаткових вузлів. Крім того, компенсатор гідравлічного удару такої конструкції має досить велику вагу, що також надає деякі незручності при його монтажі (демонтажі) на паливній системі двигуна. Ще одним суттєвим недоліком відомої паливної системи двигуна з лічильником палива э те, що в неї відсутній пристрій для вимірювання щільності робочої рідини, зокрема, палива. Відомо, що механічні лічильники палива, особливо кільцеві, чутливі до щільності палива, витрати якого вони рахують. У залежності від виду палива (бензин, дизельне паливо, наявність води у паливі чи домішок) шкалу таких лічильників палива тарують, тобто такий лічильник пристосований лише під якийсь один вид палива. Отже, якщо у паливній системі відсутній датчик чи пристрій для вимірювання щільності палива, то й неможливо точно вимірювати витрати палива, оскільки щільність палива може не співпадати зі таруванням шкали лічильника. Вимірювати попередньо окремо щільність палива створює певні незручності. Шостим суттєвим недоліком відомої паливної системи двигуна з лічильником палива э те, що в неї відсутній пристрій для підтримання однакового зниженого температурного режиму палива в процесі тривалої експлуатації двигуна. Відомо, що в процесі роботи двигуна транспортного засобу, паливо в паливній системі поступово нагрівається. В результаті розігрівання палива, його температура, особливо в зоні розташування насосу високого тиску, стає дуже високою, практично досягає точки закипання. Це призводить до різкого зростання тиску у паливній системі і насичення палива газоподібною фракцією (парами палива). Наявність цієї фракції у палива, у свою чергу, приводить до спотворення свідчень лічильника палива. І останнім суттєвим недоліком відомої паливної системи двигуна э те, що в ньому використовується механічний кільцевий лічильник палива невдосконаленої конструкції. Звичайний кільцевий лічильник рідини складається з нерухомої циліндрової камери, внутрішнього направляючого циліндра, нерухомої перегородки, що відокремлює отвір входу від отвору виходу і р ухомого кільця, що має проріз, та яке знаходиться між камерою і внутрішнім циліндром [див, наприклад, ГОСТ 14684-69. Кільцеві лічильники рідини. Загальні технічні умови]. Рухоме кільце звичайного кільцевого лічильника палива виконане з металу, тобто матеріалу, набагато важче за вагу перекачуваної через нього рідини. В результаті цього, при горизонтальному розташуванні корпусу лічильника, рухоме кільце, під впливом власної ваги «тонутиме» в рідині, що перекачується через лічильник, спотворюючи свідчення дійсної її витрати. В основу корисної моделі поставлене завдання підвищення точності обліку витрати палива і збільшення терміну служби реєструючого пристрою з одночасним спрощенням конструкції і від 14 повідним зниженням вартості паливної системи, шляхом виключення динамічного коливання тиску палива з будь-якого боку на вимірювальній ділянці за рахунок оснащення лічильника двобічним компенсатором гідравлічного удару та електроконтактним датчиком щільності палива на початку вимірювальній ділянці з боку магістралі низького тиску, а також за рахунок вдосконалення рухомого кільця механічного кільцевого лічильника палива та застосування засобів зниження температури палива у паливній системі двигуна при тривалій експлуатації останнього. Рішення поставленої задачі досягається тим, що у паливній системі двигуна з ділянкою для вимірювання витрати палива, яка включає паливний бак, від якого відходить паливна магістраль низького тиску, в яку послідовно включені запірний вентиль, паливно підкачувальний насос низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива, пристрій для автоматичного вимірювання витрати палива, який виконаний у вигляді кільцевого лічильника витрати палива и компенсатора гідравлічного удару, встановленим у магістраль низького тиску, і які разом утворюють ділянку для вимірювання витрати палива, паливний насос високого тиску, від якого паливо по розгалуженій магістралі подається в уприскуючи форсунки, і магістраль повернення невикористаного палива в паливний бак, згідно пропозиції, магістраль повернення невикористаного палива сполучена безпосередньо з паливним насосом високого тиску, а фільтр тонкого очищення палива наділений зворотним клапаном підвищеного тиску зливання палива у паливний бак через зворотну магістраль та дросельним клапаном зниженого тиску, встановленим у нагнітальну магістраль попереду лічильника палива, а також лічильник палива наділений другим компенсатором гідравлічного удару, встановленим з боку нагнітальної магістралі, причому, обидві компенсатори гідравлічного удару розташовані у загальному корпусі, що робить його подвійним, який виконаний у вигляді єдиної ємності з приєднаними до її торців перекритими сітками штуцерами підводу/відводу палива, яка містить у середині внутрішню центральну глуху перегородку, що розділяє вказану ємність на дві багатопрохідні компенсаційні камери, що сполучаються між собою тільки через лічильник палива через додаткові штуцери, а також внутрішній об'єм кожної компенсаційної камери розділений діаметрально на декілька порожнин дисками, в кожному з яких виконаний периферійний отвір вкритий сіткою з обох боків для переходу робочої рідини з однієї порожнини у іншу, причому розмір вказаного отвору у диску дорівнюється розміру штуцерів підводу/відводу палива у ємність компенсатора, при цьому суміжні диски встановлені таким чином, що їх отвори опиняються на діаметрально протилежних боках ємності компенсатора для зміни напряму рушення робочої рідини у кожній компенсаційній камері, яка, у свою чергу, повністю заповнена демпфуючими елементами, виконаними у вигляді вкладишів опуклої форми з пружного мастилобензостійкого матеріалу, наприклад, виконаних переважно у вигляді гумових кульок, а також лічильник палива та компенса 15 38918 тор гідравлічного удару змонтовані у єдиному корпусі для запобігання можливості їх окремого розташування у паливній системі двигуна, а у механічному кільцевому лічильнику витрати палива, який своїми вхідним та вихідним отворами для палива приєднаний до компенсатора гідравлічного удару подвійної конструкції, рухоме кільце виготовлене з матеріалу, питома вага якого співпадає з питомою вагою перекачуваної рідини, одержаного, наприклад, методами порошкової металургії, крім того, на початку ділянки для вимірювання витрати палива встановлений електроконтактний датчик вимірювання щільності палива, електрично зв'язаний з індикатором, чи показником, чи шкалою щільності палива, а перед паливним насосом високого тиску може бути встановлений теплообмінний апарат з додатковим підкачувальним насосом чи без нього для підтримання однакового фізичного стану палива у паливній системі двигуна. Запропонована паливна система двигуна з ділянкою для вимірювання витрати палива дозволяє стабілізувати показники реєструючого пристрою і підвищити точність обліку сумарної масової витрати палива лічильником і збільшити ресурс його роботи за рахунок зниження локального навантаження на механічну частину реєстр уючого пристрою з будь-якого боку магістралі, а також враховувати фізичний стан і вид палива, що призначене для використання у даному двигуні. Використання рухомого кільця такої ж щільності, як і рідина, що перекачуються, дозволяє повністю нейтралізувати його вагу в рідкому середовищі і, саме так, підвищити точність вимірювання витрати рідини, оскільки механічна частина лічильника, стає не чутливою. Крім того, механічний лічильник палива не чутливий до коливань двигуна під час руху транспортного засобу, оскільки його робота базується не на занурюванні, а на примусовому обертанні не тонучого кільця (реєструючого елемента) потоком палива, тобто, рухомий елемент лічильника нечутливий до тертя, а через те, й спотворює відомості про витрати палива. Запропонований компенсатор гідравлічного удару конструктивно досить простий і виглядає у вигляді послідовно розташованих компенсаційних камер, порожнини яких заповнені демпфуючими (або пружними) елементами, наприклад, кульками з маслобензостійкої гуми. Периферійне виконання отворів у дисках, що розділяють ємність компенсатора на окремі порожнини, забезпечує послідовне проходження робочої рідини через всі порожнини демпфуючих камер із зміною напрямку рушення потоку робочої рідини у кожній порожнині. Саме зміна напрямку рушення робочої рідини, примушує останню взаємодіяти зі всіма демпфуючими елементами. Отже, у випадку виникнення гідравлічного удар у чи просто коливань тиску у паливній системі, хвиля тиску гаситься спочатку за рахунок дисипації енергії на отворах штуцерів і дисків, потім внаслідок пружного стиснення демпфуючих елементів. Регулювання діапазону частот хвиль, що гасяться, і ступеню зниження їх амплітуди досягається варіюванням розмірами пружних гумових кульок та їх жорсткістю. Виконання демпфую 16 чих елементів у вигляді пружних кульок гранично спрощує їх конструкцію і технологію виготовлення. Опукла форма демпфуючи х елементів обрана не випадково. Саме опуклість запобігає їх прилягання один до другого площинами, отже завжди залишати постійним рівень загальних «гасячих» властивостей кожної порожнини компенсаційних камер. Глуха центральна перегородка у середині компенсатора розподіляє його на дві окремі частини, одна з яких опиняється у паливній системі з боку насосу низького тиску, а друга - з боку насосу високого тиску, тобто між двома компенсаційними камерами утворюється сама безпечна ділянка паливної системи з точки зору можливості виникнення на неї будь-яких коливань тиску робочої рідини. Отже розташування лічильника палива між компенсаційними камерами - це майже єдине місце, де його робота не залежить від стану робочої рідини у паливній системі. Тому у компенсаторі передбачені додаткові отвори (або штуцери) для приєднання до нього лічильника палива, через який обидві компенсаційні камери й сполучаються. Лічильник палива з компенсатором гідравлічного удару подвійної конструкції монтують у одному корпусі. Саме таке конструктивне виконання лічильника з компенсатором, не тільки дозволяє звести до мінімуму габаритні розміри вузла, контролюючого витрати палива, але й взагалі виключає будь-яку можливість встановлювати лічильник палива окремо від компенсатора гідравлічного удару у іншому місці паливній системі двигуна, та саме так забезпечити високу точність обліку сумарної масової витрати палива з одночасним захистом лічильника палива від впливу на нього коливань тиску з будь-якого боку. Використання у якості реєструючого пристрою механічного кільцевого лічильника палива, наприклад, механічного лічильника палива марки BRAUN HZ-5, дозволяє вести безпосередній облік витрати палива без використання заздалегідь розробленим номограм, зокрема, і в процесі експлуатації транспортного засобу, причому компенсатор гідравлічного удару збільшує ресурс роботи лічильника палива за рахунок зниження локального навантаження коливань тиску на його механічну частину. Таким чином, запропонований лічильник палива з компенсатором гідравлічного удару утворюють досить зручний та являє собою єдиний вузол контролю за витратами палива. Наявність на вимірювальній ділянці електроконтактного датчика вимірювання щільності палива дозволяє точно контролювати вид палива, та вносити коректировку або своєчасно виключати двигун (або лічильник палива), якщо паливо не відповідне для даного двигуна. Конструктивно датчик вимірювання щільності палива може бути виконаний у вигляді світлодіоду, який реагує на зміну прозорості палива, яка відбувається при насиченні палива повітрям чи парами, а також реагує на колір палива, який залежить від його виду. Вимірювальна ділянка витрати палива розташована на найнебезпечнішій, з погляду виникнення хвилі підвищеного тиску палива, ділянці магістралі, що є найбільш ефективним місцем використання вузла для контролю витрати палива 17 38918 у паливній системі двигуна. До того ж, розміщення лічильника палива на нагнітальному тракті магістралі підвищує ступінь захищеності паливної системи від несанкціонованого доступу до паливної системи двигуна транспортного засобу. Оснащення фільтра тонкого очищення палива двома зворотними клапанами тиску дозволяє підвищити надійність роботи паливної системи, а також виключити можливість її руйнування у випадках різкого підвищення тиску палива. З'єднання магістралі повернення невикористаного палива безпосередньо з паливним насосом високого тиску виключає попадання повітря в лічильник палива, що підвищує точність обліку витрати палива. Включення у запропоновану паливну систему теплообмінного апарату дозволяє підтримувати постійно однакову температуру палива незалежно від тривалості роботи двигуна, та саме так стабілізувати у часі його об'єм і тиск у паливній системі, додатковий паливнопідкачувальний насос запобігає поверненню палива із зливної магістралі на ділянку вимірювання його витрати і зменшує амплітуду гідравлічного удару. Розташування реєструючого пристрою на магістралі низького тиску, у поєднанні із замиканням зливної магістралі в систему після місця розташування реєструючого пристрою (а не в паливний бак), дозволяє точно визначати дійсну витрату палива з паливного бака. До того ж, з'єднання магістралі повернення невикористаного палива безпосередньо з підкачуючим насосом і теплообмінним апаратом виключає можливість потрапляння повітря у паливний насос високого тиску, що підвищує стабільність подання палива в уприскуючи форсунки. Подальша сутність запропонованої корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображене наступне: Фіг.1 - структурна схема запропонованої паливної системи двигуна. Стрілками на схемі зображено напрямок руху палива у системі. Фігурною скобкою зазначена ділянка вимірювання витрати палива; Фіг.2 - структурна схема кільцевого лічильника палива з компенсатором гідравлічного удару; Фіг.3 - стр уктурна схема запропонованої паливної системи двигуна з теплообмінним апаратом та паливопідкачуючим насосом; Фіг.4 - стр уктурна схема запропонованої паливної системи двигуна з теплообмінним апаратом без паливопідкачуючого насосу; Фіг.5-8 - варіанти виконання лічильника палива з компенсатором гідравлічного удару: Фіг.5 - з прямолінійним суцільним компенсатором будь-якої довжини, розташованим під корпусом; Фіг.6 - з розділеними Гподібними двома компенсаторами гідравлічного удару; Фіг.7 - з розділеними збільшеними двома вертикально розташованими компенсаторами гідравлічного удару; Фіг.8 - з розділеними збільшеними двома горизонтально розташованими компенсаторами гідравлічного удару. Паливна система двигуна транспортного засобу з ділянкою для вимірювання витрати палива містить паливний бак 1, від якого відходить паливна магістраль 2 низького тиску. У цю паливну магістраль 2 низького тиску послідовно включені запі 18 рний вентиль 3, фільтр грубого очищення палива 4, паливнопідкачувальний насос 5 низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива 6. Фільтр тонкого очищення палива 6 наділений зворотним клапаном підвищеного тиску 7 зливання палива у паливний бак 1 через зворотну магістраль 8 та дросельним клапаном зниженого тиску 9, встановленим у нагнітальну магістраль 10. За дросельним клапаном зниженого тиску 9 в нагнітальній магістралі 10 послідовно встановлені електроконтактний датчик щільності палива 11 будь-якої відомої конструкції, компенсатор гідравлічного удару 12 подвійної конструкції, лічильник палива 13, які розташовані у єдиному корпусі 14, паливний насос високого тиску 15, від якого паливо по розгалуженій магістралі 16 високого тиску подається в уприскуючи форсунки 17. Форсунки 17 пов'язані з магістраллю повернення 18 невикористаного палива безпосередньо в паливний насос високого тиску 15. Оскільки невитрачене паливо знову повертається у паливний насос високого тиску 15, а не в паливний бак 1 або у мірну цеберку, як це робиться у відомих паливних системах, запропоновану паливну систему слід вважати, безумовно, тупиковою. Зворотний клапан підвищеного тиску 7 відчиняється у випадку, коли тиск палива у фільтрі тонкого очищення палива 6 перевищую 1,5Мпа від встановленого для цього двигуна, що може статися при засміченні паливної системи або вказаного фільтра тонкого очищення палива 6. У таких випадках зворотній клапан 7 відчиняється і відбувається зливання палива у паливний бак 1 через зворотну магістраль 8. Дросельний клапан зниженого тиску 9 відчиняється у випадку, коли тиск палива у нагнітальній магістралі 10 перевищую 0,5Мпа від встановленого, що може статися при засміченні паливної системи на ділянки вимірювання витрати палива або надзвичайно великого гідравлічного удару. У таких випадках дросельний клапан 9 відчиняється і відбувається потрапляння палива у фільтр тонкого очищення палива 6. Зворотний 7 та дросельний 9 клапани є відомими засобами запобігання виходу зі строю паливної системи двигуна, а тому не потребують детального конструктивного опису. Запропонований механічний кільцевий лічильник палива 13 з подвійним компенсатором гідравлічного удару 12 для паливних систем двигунів містить безпосередньо механічний кільцевий лічильник 13 витрати палива, який своїми вхідним та вихідним отворами 19 для палива приєднаний безпосередньо до компенсатора гідравлічного удару 12, датчик 20 для перетворення механічного сигналу кільцевого лічильника 13 в електричний сигнал, який передається на прилад, що реєструє цей електричний сигнал, і виконаний у вигляді аналогового блоку 21 та електронного (або механічного) дисплея 22 для візуального відображення інформації про витрати палива. Вдосконалений кільцевий лічильник 13 палива складається з нерухомої циліндрової камери 23, внутрішнього направляючого циліндра 24, нерухомої перегородки 25, що відокремлює отвір входу 26 від отвору ви ходу 27 і рухомого кільця 28, що 19 38918 має проріз, і знаходиться між камерою 23 і внутрішнім направляючим циліндром 24. Вісь 29 рухомого кільця 28 здійснює кругові рухи, навколо осі 30 циліндрової камери 1. Під тиском палива, що поступає через отвір входу 26, рухоме кільце 28 перекочується по внутрішній поверхні циліндрової камери 1 і одночасно ковзає уздовж нерухомої перегородки 25. При цьому вісь 29 рухомого кільця 28 обертається за годинниковою стрілкою навколо осі 30, а паливо, що опинилося між рухомим кільцем 28 і циліндровою камерою 1, виходить через отвір виходу 26. При повороті осі 29 на 180° усередині рухомого кільця 28 відсікається певний об'єм палива, а його подальший рух відбуватиметься під тиском палива, що потрапляє зовні рухомого кільця 28. При подальшому русі рухомого кільця 28, його внутрішня порожнина поєднується з отвором виходу 27, через яке паливо, що знаходиться усередині кільця 28, виходитиме в цей отвір виходу 27. Оскільки щільність матеріалу рухомого кільця 28 співпадає з щільністю перекачуваного палива, повністю виключаються умови для його (кільця 28) осідання або спливання, що забезпечує точність вимірювання витрати палива. Зрозуміло, для перекачування різних видів палив необхідно виготовити набір рухомих кілець 28 з певною питомою вагою. Не дивлячись на деякі витрати, пов'язані з виготовленням асортименту рухомих кілець 28 і додаткові витрати на заміну кілець 28 відповідно до виду перекачуваного палива, вони повністю виправдовують себе за рахунок підвищення точності обліку палива, що витрачається, що особливо актуально для енергонасичених транспортних засобів. Компенсатор гідравлічного удару 12 виконаний у вигляді вузла, у якому відбувається розтинання суцільного потоку палива та безліч окремих потоків. Для цього компенсатор гідравлічного удару 12 виконаний у вигляді єдиної ємності, яку утворює суцільний корпус 31 занадто більшого діаметру, ніж діаметр паливопровідній магістралі двигуна, з приєднаними до його торців штуцерів 32 підводу/відводу палива. Корпус 31 може бути виконаним і не циліндричним, проте циліндрична його форма найбільш технологічна у виготовленні. Корпус 31 містить у середині внутрішню глуху перегородку 33, яка розділяє його завдовжки на дві багатопрохідні компенсаційні камери 34, що сполучаються між собою тільки через кільцевий лічильник 13 палива. Внутрішній об'єм кожної компенсаційної камери 34 розділений діаметрально на декілька порожнин 35 дисками 36, в кожному з яких виконаний периферійний отвір 37 для переходу робочої рідини (палива) з однієї порожнини 35 у іншу. Розмір (площа перерізу) периферійного отвору 37 у диску 36 дорівнюється діаметру штуцерів 32 підводу/відводу палива у корпус 31 компенсатора 12. Таке співвідношення розмірів периферійних отворів 37 та розмірів штуцерів 32 є оптимальним. Саме у цьому випадку з'являється можливість компенсувати гідравлічний удар повністю. Якщо отвори 37 у дисках 36 будуть більшими за розмір штуцерів 32, то частина хвилі підвищеного тиску, не зустрічаючи чинної перешкоди, «проскакуватиме» у лічильник палива 13-А якщо 20 отвори 37 у дисках 36 будуть меншими за розмір штуцерів 32, то в порожнинах 35 виникатиме підвищений тиск робочої рідини, яка, входячи у лічильник палива 13, буде дестабілізувати його роботу, спотворюючи свідчення про витрати палива. Суміжні диски 36 встановлені таким чином, що їх периферійні отвори 37 опиняються на діаметрально протилежних боках корпусу 31 компенсатора гідравлічного удару 12 для зміни напряму рушення палива у компенсаційній камері 34. Периферійне виконання отворів 37 у дисках 36, а також їх розташування на суміжних дисках 36 з діаметрально протилежних боків, забезпечує послідовне проходження робочої рідини через всі порожнини 35 компенсаційних камер 34 із зміною напрямку рушення потоку робочої рідини у кожній порожнині 35. Кількість порожнин 35 у кожній компенсаційній камері 34 може бути різною, але, як доведено практикою, цілком достатньо для повного гасіння гідравлічного удару, достатньо трьох порожнин 35, для чого досить встановити лише два диски 36 у кожній компенсаційній камері 34. Порожнини 35 компенсаційних камер 34 повністю заповнені демпфуючими елементами 38, виконаними у вигляді вкладишів опуклої форми з пружного мастилобензостійкого матеріалу, наприклад, виконаних у вигляді гумових кульок. Зміна напрямку рушення робочої рідини, про яку казалося вище, примушує останню взаємодіяти зі всіма демпфуючими елементами 38. Розміри, жорсткість, пружність та еластичність демпфуючих елементів 38 підбираються у залежності від діапазону частот хвиль тиску, що гасяться, і ступеню зниження їх амплітуди, від експлуатаційних характеристик (тиску та розмірів) гідроабо пневмосистеми, на якій використовують компенсатор гідравлічного удару 12 будь-якої форми та розмірів. Виконання демпфуючи х елементів 38 у вигляді пружних кульок гранично спрощує їх конструкцію і технологію виготовлення. Опукла форма демпфуючих елементів 38 обрана не випадково. Саме така форма не дозволяє спільним демпфуючим елементам 38 злипатися за площинами, що сполучаються, а через це, залишати постійним рівень загальних «гасячих» властивостей кожної порожнини 35 компенсаційних камер 34. Саме опукла форма демпфуючи х елементів 38 робить компенсатор гідравлічного удару 12 нечутливим до напрямку руху робочої рідини. Будь яка інша форма (не опукла) демпфуючи х елементів 38 лише погіршуватиме роботу компенсатора гідравлічного удару 12 з цієї точки зору. Демпфуючи елементи 38 можуть мати не тільки сферичну, але і довільну форму, але обов'язково опуклу, що виключатиме можливість прилягання їх один до другого площинами. При заповненні демпфуючими елементами 38 корпусу 31 компенсатора гідравлічного удару 12 у будь-якій кількості, дозволяє використовувати тільки одну конструкцію робочого демпфуючого елемента 38, що робить демпфуючий елемент 38 універсальним. До того ж, виконання робочого демпфуючого елемента 38 у формі кульки робить його нечутливим до напряму руху потоку робочої рідини, оскільки немає для сферичної поверхні не 21 38918 має значення відкіля на неї впливає тиск. Таким чином, використання у якості реєструючого пристрою механічного кільцевого лічильника 13 палива, дозволяє засіб контролю за витратами палива зробити надійним й нечутливим до коливань двигуна під час руху транспортного засобу. Витрата палива при роботі двигуна спостерігається візуально по дисплею 22. Розташування кільцевого лічильника 13 палива між компенсаційними камерами 34 безпосередньо над компенсатором 12 гідравлічного удару робить його роботу не залежною від стану робочої рідини у паливній системі, оскільки з обох боків від нього розташовані компенсаційні камери 34. Отже, запропонований компенсатор гідравлічного удару 12 з лічильником 13 утворюють єдиний безпечний та точний вузол контролю за витратами палива двигуном, змонтований у єдиному корпусі 14 для запобігання можливості їх окремого розташування у паливній системі двигуна. У запропонованому компенсаторі гідравлічного удару 12 внутрішня поверхня корпусу 31 плакірована шаром пружного матеріалу 39, аналогічного за техніко-фізичними властивостями, матеріалу демпфуючих елементів 38. Таке плакірування стінок порожнини корпусу 31 надає йому додаткових пружних властивостей. Отже, корпус 31, при такому виконанні, приймає учать у гасінні енергії гідравлічного удару, що дозволяє зменшити кількість демпфуючих елементів 38, і, відповідно зменшити габаритні розміри самого компенсатора гідравлічного удару 12. У запропонованому компенсаторі гідравлічного удар у 12 також отвори у штуцерах 32 оснащені сітками 40, для запобігання перекриття отворів у штуцерах 32 демпфуючими елементами 28. Аналогічні сітки 41 розташовані з обох боків від отворів 37 у дисках 36. Деяке ускладнення конструкції компенсатора гідравлічного удару 12 за рахунок оснащення його сітками 40 і 41, повністю компенсується підвищенням надійності його роботи, а також підвищенням універсальності (двобічне вкриття сітками дисків 36 та штуцерів 32, робить незалежним, яким боком вставляти компенсатор 12 у паливну систему) та підвищенням функціональних властивостей, зокрема, підвищенням ефективності гасіння гідравлічного удару через збільшення кількості демпфуючи х елементів 38, оскільки оттепер можна зменшити їх діаметр, та саме так збільшити площу контакту палива з демпфуючими елементами 38. В процесі тривалої за часом роботи, особливо дизельного двигуна, паливо в паливній системі поступово нагрівається. Нагріву палива в паливній системі також сприяє наявність у деяких паливних системах паливопідогрівача в магістралі 18 повернення невикористаного палива. В результаті розігрівання палива в паливній системі, його температура, особливо в зоні розташування насосу високого тиску 15, стає дуже високою, практично досягає точки закипання. Це приводить до різкого зростання тиску палива в паливній системі і насичення палива газоподібною фракцією (парами), що, у свою чергу, приводить до спотворення свідчень лічильника палива 13. У таких випадках у 22 магістраль повернення 18 палива доцільно встановити теплообмінний апарат (холодильник) 42 з підкачуючим паливним насосом 43. Включення в паливну систему теплообмінного апарату 42 дозволяє підтримувати постійно однакову температуру палива в процесі роботи дизельного двигуна, що стабілізує його об'єм і тиск (фізико-хімічний стан) в паливній системі. Додатковий паливний насос 43 виключає повернення палива із магістралі повернення палива 18 на ділянку вимірювання його витрати і зменшує амплітуду гідравлічного удару. Для деяких двигунів підкачуючий паливний насос 43 використовува ти необов'язково. Запропонована паливна система двигуна транспортного засобу з ділянкою для вимірювання витрати палива працює наступним чином. При запуску двигуна транспортного засобу, паливо з паливного бака 1, по паливній магістралі 2 через нормально відкритий запірний вентиль 3 фільтр грубого очищення палива 4 і паливно підкачувальний насос 5 низького тиску (помпу) потрапляє у фільтр тонкого очищення палива 6 і, далі, через дросельний клапан 9, на електроконтактний датчик щільності палива 11. Якщо паливо не відповідає тому виду, на якому працює даний двигун, електроконтактний датчик щільності 11 сповіщає про це або і зовсім виключає двигун. Якщо паливо відповідає вказаним вимогам, то воно далі, через штуцер 32, потрапляє у корпус 31 компенсатора гідравлічного удару 12 і, опиняючись у компенсаційній камері 34, розосереджується у першій порожнині 35 між демпфуючими елементами 38. Далі, зіштовхн увшись з першим диском 36, робоча рідина змінює свій напрям руху, і зосереджується біля отвору 37 і через нього потрапляє у другу порожнину 35, де знову розосереджується. Потім робоча рідина, знову зіштовхується з другим диском 36, і знову змінює свій напрям руху, зосереджуючись біля отвору 37 і через нього потрапляє у третю порожнину 35, де знову розосереджується. В міру просування по третій порожнині 35, робоча рідина зіштовхується з глухою перегородкою 33. Оскільки вказана глуха перегородка 33 запобігає подальший рух робочої рідини поздовж корпусу 31, вона потрапляє у вхідний отвір 19 кільцевого лічильника 13 палива, вимушуючи його своєю механічною частиною, зокрема, рухомим кільцем 28, рахувати об'єм рідини, що в нього потрапляє. Далі, робоча рідина, через вихідний отвір 19 кільцевого лічильника 13 потрапляє у др угу компенсаційну камеру 34, де цикл її розосередження та змін напрямку рушення повторюється, аналогічно тому, як це відбувалося у першій компенсаційній камері 34. Виходячи з компенсатора гідравлічного удару 12 через штуцер 31, робоча рідина знову потрапляє у нагнітальну магістраль 10. Отже, робоча рідина, зокрема, паливо, в процесі рушення через компенсатор гідравлічного удару 12, постійно багаторазово омиває демпфуючи елементи 38 і багато разів розосереджується та зосереджується і змінює свій напрямок рушення поздовж корпусу 31 компенсатора гідравлічного удару 12. При роботі паливного насосу низького тиску 5, із-за поперемінного відкриття-закриття його клапанів, постійно виникає гідравлічний удар в магістра 23 38918 лі низького тиску, який не тільки спотворює свідчення кільцевого лічильника 13 палива, але й приводить до його передчасного виходу з ладу. Це негативне явище попереджає перша компенсаційна камера 34. Ще більший гідравлічний удар виникає у нагнітальній магістралі 10 з-за поперемінного відкриття-закриття клапанів насосу високого тиску 15. Це негативне явище попереджає вже друга компенсаційна камера 34. Отже, з якого б боку не з'явився гідравлічний удар, хвиля підвищеного тиску, в першу чергу, стикається з першою компенсаційною камерою 34, де частково (пікові навантаження) гаситься за рахунок дисипації енергії в розширеній частині корпусу 31. Далі, частина ще неврівноваженого потоку робочої рідини, що проскочила, стикається з демпфуючими елементами 38, які, завдяки своєї податливості (пружності матеріалу), розсіюють тиск ще в більшій мірі. При подальшому просуванню робочої рідини поздовж компенсаційній камери 34, через багаторазову зміну напряму її р ушення та пружність демпфуючих елементів 38, її тиск поступово вирівнюється до сприйнятливого рівня, що виключає дію хвилі початкового тиску на кільцевий лічильник 13 и не вносить дестабілізацію в його роботу. Таким чином кільцевий лічильник 13 опиняється повністю захищеним від гідравлічного удару, з якого б боку він не з'явився у паливній системі двигуна, оскільки повністю гаситься за рахунок одночасної дії одразу же трьох факторів, а саме: дисипації енергії при переході з однієї порожнини 35 в іншу, багаторазової зміни напрямку протікання робочої рідини і пружних властивостей демпфуючи х елементів 38. Запропонована конструкція лічильника 13 палива з компенсатором гідравлічного удару 12 при випробуваннях в реальних умовах експлуатації енергонасичених транспортних засобів (тракторів) дозволила знизити погрішність виміру витрати палива до 1% для тих лічильників, які без компенсатора гідравлічного удару 12 мають погрішність виміру витрати палива у межах 13-30%. Далі паливо по розгалуженій магістралі 16 високого тиску подається в уприскуючи форсунки 17. Невикористане паливо, насичене повітрям, з форсунок 17 потрапляє в магістраль повернення 18, яка пов'язана з паливним насосом високого тиску 15. Саме такий зв'язок магістралі повернення 18 з форсунками 17 і з паливним насосом високого тиску 15 надає можливості невикористаному паливу звільнитися від повітря і, саме так, стабілізувати роботу двигуна. Ви трата палива при роботі двигуна спостерігається візуально за свідченнями, які відображаються на дисплеї 22. У деяких конструкціях двигунів можуть встановлюватися теплообмінні апарати 42 для охолодження палива з підкачуючим насосом 43 чи без нього. У деяких випадках, у залежності від розмірів двигуна, наявності вільного простору, тобто, через габаритні розміри місця розташування вимірювальної ділянки, компонування лічильника палива 13 з компенсаторами гідравлічного удару 12 можуть змінюватися без будь-якої зміни принципу конструктивного компонування вимірювального вузла без зміни суті його роботи. Корпус 31 компенсатора гідравлічного удару 12 може бути виконаний 24 витягнутим та невеликого діаметру, або мати роздільну Г-подібну конструкцію, або опуклу вертикально або горизонтально розташовану. Зміна розмірів, форми, розташування компенсатора 12 подвійної чи роздільної конструкції ніяким чином не вливає на роботу ділянки для вимірювання витрати палива, а тому не розглядається окремо. Істотна відмінність об'єкту корисної моделі, що заявляється, від раніш відомих полягає в тому, що в паливній системі, а точніше в нагнітальній магістралі послідовно встановлені електроконтактний датчик щільності палива та лічильник палива з компенсатором гідравлічного удару подвійної конструкції, змонтованого у одному корпусі з лічильником палива, які разом утворюють ділянку вимірювання витрати палива, а також в тому, що рухома деталь лічильника, яка омивається перекачуваною рідиною, має таку ж питому вагу, як і сама рідина, а також в тому, що компенсатор гідравлічного удару виконаний з розділенням суцільного корпусу на дві компенсаційні камери, у яких змонтовані декілька дисків з однаковими за розмірами, але різними на розташуванням у просторі отворами, та повністю заповненими демпфуючими елементами занадто опуклої форми з пружного матеріалу, що робить його дуже простим і компактним конструктивно. Крім того, у разі потреби паливна система двигуна може бути наділена теплообмінним апаратом. Вказані відмінності, в сукупності, дозволяють стабілізувати роботу двигуна транспортного засобу, вести віз уальний облік витрати палива без будь-яких попередніх перетворень свідчень, а також гасити коливання тиску палива в системі з будь-якого боку вони не з'я влялися та враховува ти вид і стан палива через його щільність і, саме так, підвищити надійність і ресурс роботи всіх вузлів паливної системи. Жодна з відомих паливних систем не може володіти відміченими властивостями, оскільки не містять в своїх конструкціях сукупність перерахованих пристроїв і використовують інші схеми замикання паливної системи. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, в порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: підвищення точності обліку витрати палива за рахунок виключення дії на лічильник палива гідравлічного удару з будь-якого боку магістралі; збільшення терміну служби лічильника палива з тієї ж причини; спрощення контролю витрати палива за рахунок використання у якості лічильника палива механічного кільцевого лічильника палива; спрощення конструкції лічильника з тієї ж причини; забезпечення стабільності роботи двигуна, за рахунок того, що невикористане паливо повертається в паливний насос високого тиску; виключення можливості руйнування паливної системи через занадто великий тиск палива у неї за рахунок наявності зворотного та дросельного клапанів; спрощення конструкції компенсатора гідравлічного удару за рахунок подвійності його конструкції; 25 38918 висока надійність гасіння гідравлічного удару за рахунок впливу на хвилю підвищеного тиску одразу трьох факторів: дисипації енергії при переході з однієї порожнини в іншу, багаторазової зміни напрямку протікання робочої рідини і пружних властивостей демпфуючи х елементів; можливість гасіння гідравлічного удару з будьякого боку за рахунок розділу корпуса на дві частини глухою перегородкою; універсальність лічильника з компенсатором з цієї ж причини; можливість використання реєструючого пристрою будь-якої відомої конструкції з цієї ж причини; виключення можливості використання лічильника без компенсатора за рахунок того, що вони утворюють єдину однокорпусну конструкцію; зменшення габаритів контрольного засобу за рахунок того, що лічильник примикає безпосередньо до компенсатора; можливість врахування типу й стану палива за рахунок наявності електроконтактного датчика щільності палива; підвищення точності вимірювання витрати рідини за рахунок поєднання питомої ваги рухомого кільця з питомою вагою перекачуваної через лічильник рідини; збільшення строку експлуатації (практично не обмежений) до природного зносу демпфуючих елементів за рахунок відсутності в конструкції компенсатора рухомих деталей та деталей, що руйнуються; можливість регулювання експлуатаційних характеристик контролюючого засобу за рахунок використання демпфуючих елементів різної жорсткості та за рахунок можливості підключення до компенсатора лічильника будь-якої конструкції; розширення функціональних можливостей компенсатора за рахунок включення у процес гасіння сіток; розширення функціональних можливостей корпусу компенсатора за рахунок виконання ним подвійної функції через плакування стінок порожнини; зменшення габаритних розмірів компенсатора за рахунок вилучення зайвої кількості вкладишів; забезпечення стабільності роботи двигуна за рахунок того, що невикористане паливо повертається в нагнітальну магістраль, а температура палива зберігається постійною. До соціальних переваг запропонованого технічного рішення, в порівнянні з прототипом, можна віднести високу точність контролю витрати палива в результаті високої надійності і повного гасіння енергії обуреного середовища, розширення області використання контролюючого засобу у наслідок зменшення його габаритів і ваги. Саме з цих причин відомі лічильники палива та компенсатори гідравлічного удару не використовуються в паливних системах більшості транспортних засобів, оскільки або не гасять повністю гідравлічний удар та коливання тиску, або їх не можливо розмістити під капотом наземного транспортного засобу. Наявність у паливній системі запропонованого лічильника палива з компенсатором гідравлічного 26 удару дозволяє не тільки точно контролювати витрату палива, але й попередити несанкціонований доступ у для вилучення палива з паливної системи транспортного засобу. До соціальних переваг запропонованого технічного рішення, в порівнянні з прототипом, можна віднести високу точність контролю витрати палива в результаті високої надійності і повного гасіння енергії обуреного середовища, розширення області використання контролюючого засобу у наслідок зменшення його габаритів і ваги. Саме з цих причин відомі лічильники палива та компенсатори гідравлічного удару не використовуються в паливних системах більшості транспортних засобів, оскільки або не гасять повністю гідравлічний удар та коливання тиску, або їх не можливо розмістити під капотом транспортного засобу. Наявність у паливній системі запропонованого лічильника палива з компенсатором гідравлічного удару дозволяє не тільки точно контролювати витрату палива, але й попередити несанкціонований доступу для вилученню палива з паливної системи транспортного засобу. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, в порівнянні з використанням прототипу, одержують за рахунок зниження вартості компенсатора гідравлічних ударів, збільшення ресурсу роботи вузлів паливної системи, а також за рахунок абсолютної точності обліку витрати палива в дви гунах транспортних засобів будь-якої конструкції. Після опису вищезазначеної конструкції паливної системи двигуна з ділянкою для вимірювання витрати палива, фахівцям в даній області техніки повинно бути, наявно, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі модифікації і інші варіанти застосування відомих елементів лічильника палива, компенсаторів, дисплеїв, аналогових перетворювачів, розмірів та форми корпусу компенсатора, кількості порожнин та отворів у дисках, їх товщина, модифікації і інші варіанти використання сіток, модифікації і інші варіанти нанесення пружного покриття на внутрішню поверхню корпуса компенсатора, датчиків щільності рідини, їх розмірі й форми, матеріалів, що використовуються, теплообмінні апарати тощо, можуть змінюватися у різному співвідношенні і, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що лічильник палива з подвійним компенсатором гідравлічного удару складають єдину однокорпусну конструкцію та перед ними встановлений датчик контролю щільності робочої рідини, і саме ця обставина дозволяє надбати ділянці вимірювання витрати палива перераховані і інші переваги. Виготовлення, зміна і використання лише окремих деталей або вузлів на цієї ділянці, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інше 27 подібно описаній схема тупикової паливної системи вже не вимагатиме будь-якого творчого підходу від конструкторів і інженерів, а тому і не може вва 38918 28 жатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. 29 38918 30 31 38918 32 33 38918 34 35 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 38918 Підписне 36 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601