Пристрій для визначення підвищеної витрати палива дизель-генераторами тепловозів

Изобретение относится к диагностике технического состояния дизель-генераторов в условиях эксплуатации. Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является устройство определения удельного расхода топлива ДВС [1]. Устройство содержит датчик частоты вращения коленчатого вала дизеля, блок аналого-цифрового преобразования сигналов в цифровую информацию и вычисления частоты вращения коленчатого вала дизеля, датчик временных сигналов, блоки измерения фактического часового расхода топлива и аналогоцифрового преобразования сигналов, блок измерения мощности и блок измерения фактического удельного расхода топлива. Указанное устройство можно применить для реализации способа оценки повышенного расхода топлива. Однако его использование в условия х эксплуатации имеет ряд существенных недостатков: - усложнена процедура измерения расхода топлива, так как в процессе работы требуется переключение системы подачи топлива в двигатель из топливного бака на весовое устройство и наоборот; - практически на всех типах дизель-генераторов, устанавливаемых на отечественных тепловозах ввиду недостатка места для размещения и наличия весьма сильного переменного магнитного поля, применение датчика крутящего момента сопряжено с техническими трудностями и не обеспечивает необходимую точность измерений; - отсутствует возможность автоматического сравнения паспортных данных по удельному расходу топлива с фактическими данными на любом режиме работы дизель-генератора; - отсутствует возможность оперативно определить коэффициент повышенного расхода топлива в эксплуатации. В основу изобретения поставлена задача создать устройство для автоматического определения повышенного расхода топлива дизель-генераторами тепловозов в процессе их эксплуатации, позволяющее избежать вышеперечисленных недостатков, присущих известным техническим решениям. Указанная задача достигается тем, что устройство содержит датчик частоты вращения коленчатого вала дизеля, соединенный с блоком аналого-цифрового преобразования сигналов и вычисления частоты вращения коленчатого вала дизеля. Датчик временных сигналов и блоки измерения фактического часового расхода топлива соединены с блоком аналого-цифрового преобразования сигналов. Датчики измерения тока и напряжения соединены с блоком аналого-цифрового преобразования сигналов и вычисления мощности дизель-генераторов. Новым в заявляемом техническом решении является наличие блока вычисления паспортного и фактического значений удельных расходов топлива и блока вычисления коэффициента повышенного расхода топлива, а также блока запоминания частоты вращения коленчатого вала дизеля, фактического и паспортного значений удельных расходов топлива, коэффициента повышенного расхода топлива. Последний блок при помощи электрических разъемов соединен с блоками вычисления частоты вращения коленчатого вала дизеля, вычисления фактического удельного расхода топлива и измерения мощности дизельгенераторов. Кроме того, устройство снабжено блоком индикации и блоком хранения и передачи информации на внешние устройства, что позволяет автоматизировать сбор и обработку данных. Благодаря наличию новых блоков устройство упрощает процедуру измерения фактического расхода топлива; повышает точность измерения мощности; автоматически обеспечивает сравнение фактического и паспортного удельных расходов топлива; практически мгновенно определяет коэффициент повышенного расхода топлива. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из датчиков частоты вращения коленчатого вала дизеля 1, датчика плотности топлива 2, датчика определения объемного расхода топлива 3, датчика временных сигналов 4, датчика тока 5, датчика напряжения 6, блока 7 аналого-цифрового преобразования сигнала от датчика частоты вращения коленчатого вала дизеля в цифровую информацию, блока 8 аналого-цифрового преобразования сигналов от датчика плотности и датчика объемного расхода топлива в цифровую информацию и определение фактического часового расхода топлива, блока 9 аналого-цифрового преобразования сигналов от датчика тока и напряжения и последующего вычисления мощности дизель-генератора, блока 10 вычисления паспортного и фактического значений удельных расходов топлива, вычисления коэффициента повышенного расхода топлива и запоминания: фактического часового расхода топлива; мощности дизель-генератора; частоты вращения коленчатого вала; паспортного и фактического значений удельных расходов топлива; коэффициента повышенного расхода топлива, блока 11 индикации паспортного и фактического значений удельных расходов топлива, коэффициента повышенного расхода топлива, мощности дизель-генератора, частоты вращения коленчатого вала, блока 12 переноса информации с памяти блока 10 в другие системы обработки данных измерения. Устройство работает следующим образом. В момент начала замера нажимается кнопка "Пуск". Сигнал от датчика 1 частоты вращения коленчатого вала дизель-генератора через блок 7 преобразования сигнала поступает в память блока 10 для определения координаты числа оборотов (n) трехмерной модели Bn=f(Pr,n). Сигналы отдатчика плотности 2 и датчика объемного расхода топлива 3, датчика временных сигналов 4 поступают в блок аналого-цифрового преобразования сигналов и определения фактического часового расхода топлива Вф (кг/час) по формуле где r т - текущее значение плотности дизельного топлива; V - объемный расход топлива; t - время измерения. Далее преобразованный сигнал Вф поступает в память блока 10. Сигнал от датчика тока 5 и датчика напряжения 6 поступают в блок 9 аналого-цифрового преобразования сигналов и вычисления мощности Рr (кВт) по формуле где I - величина тока генератора; U - величина напряжения генератора. Далее преобразованный сигнал от блока 8 поступает в память блока 10. В блоке 10 происходит вычисление фактического значения удельного расхода топлива (г/к Вт×ч) bф по формуле В блоке 10 определяется по трехмерной модели Bn=f (Pr,n) паспортное значение часового расхода топлива Вn. В блоке 10 происходит вычисление паспортного значения удельного расхода топлива bn по формуле после чего определяется коэффициент повышенного расхода топлива Кт по формуле Данные памяти блока 10 передаются для индикации в блок 11. Блок 11 имеет четыре кнопки для высвечивания следующи х параметров: фактического удельного расхода топлива (bф ); паспортного удельного расхода топлива (bп); коэффициент повышенного расхода топлива (Кт); мощности дизель-генератора (Рr); частоты вращения коленчатого вала дизеля (n). Удаление указанной информации из памяти блока 10 и блока 11 производится путем нажатия кнопки "Сброс". Блок 12 служит для передачи информации в другие системы обработки указанных параметров. Заявляемое устройство для определения повышенного расхода топлива дизель-генераторами тепловозов может быть использовано в настоящее время на тепловозах с электрической передачей мощности, причем без особых дополнительных затрат на их установку. Опытный образец устройства изготовлен кафедрой "Локомотивы" Днепропетровского государственного технического университета железнодорожного транспорта.