Витратомір палива

Витратомір палива, що містить датчик обертів двигуна, датчик крутного моменту і датчик температури повітря перед двигуном, які через комутатор під'єднані до послідовно з'єднаних аналогоцифрового перетворювача, мікропроцесорного 3 давачів з'єднані з блоком генерації матриці планування експерименту. Введення таких додаткових елементів як другий комутатор, блок пристроїв порівняння, задавачі обертів двигуна, крутного моменту і температури повітря перед двигуном, система керування двигуном, паливомір і блок генерації матриці планування експерименту та їх підключення згідно з корисною моделлю дає можливість корегувати математичну модель двигуна, яка записана в пам'яті мікропроцесорного обчислювального пристрою. На Фіг. зображено функціональну схему витратоміра палива. Витратомір палива складається з датчика 1 обертів двигуна, датчика 2 крутного моменту, датчика 3 температури повітря перед двигуном, які через комутатор 4 підключені до послідовно з'єднаних аналого-цифрового перетворювача 5, мікропроцесорного обчислювального пристрою 6 та індикатора 7. Другий комутатор 8 підключено до других виходів датчика 1 обертів двигуна, датчика крутного моменту 2, датчика температури повітря 3 перед двигуном і мікропроцесорного обчислювального пристрою 6, а його виходи з'єднані з блоком 9 пристроїв порівняння. Пристрої порівняння 10, 11, 12 своїми другими входами під'єднані до відповідних задавачів обертів двигуна 13, крутного моменту 14 і температури повітря перед двигуном 15, а виходами-до системи 16 керування двигуном. Паливомір 17 цієї системи підключено до першого комутатора 4, а входи задавачів з'єднані з блоком 18 генерації матриці планування експерименту. Витратомір палива працює наступним чином. В пам'яті мікропроцесорного обчислювального пристрою 6 записана математична модель двигуна, яка характеризує залежність витрати палива за одиницю часу від таких параметрів як кількість обертів двигуна n, крутного моменту Мкр, температури повітря перед двигуном Т: q=f(n, Мкр, Т), (1) В процесі роботи двигуна сигнали з датчиків обертів двигуна 1, крутного моменту 2 та температури повітря перед двигуном 3 через комутатор 4 поступають в аналого-цифровий перетворювач (АЦП) 5. В АЦП аналогові сигнали датчиків перетворюються в цифрові сигнали і поступають в мікропроцесорний обчислювальний пристрій 6. В обчислювальному пристрої 6 по математичній моделі (1) та поточним значенням n, Мкр, Т вичисляються витрати палива за одиницю часу. Одночасно пристрій 6 відраховує час t1, на протязі якого параметри n, Мкр, Т не змінювалися. Витрати палива за цей проміжок часу визначаються за формулою P1=q1t1, (2) При зміні одного або декількох параметрів (n, Мкр, Т) в мікропроцесорному обчислювальному пристрої 6 визначається нове значення витрати палива за одиницю часу q2, проміжок часу t2, на протязі якого двигун працював з такими параметрами n, Мкр, Т, та витрати палива за цей проміжок: P2=q2t2, (3) 58097 4 Таким чином визначаються витрати палива Pi за відповідні проміжки часу ti на протязі всього циклу роботи двигуна. Сумарна витрата палива за цей цикл знаходиться як: K K P   Pi   qi t i, (4) i 1 i 1 де К - кількість етапів в циклі роботи двигуна, які характеризуються зміною параметрів n, Мкр, Т. Таким чином, з урахуванням математичної моделі визначається тільки та кількість палива, яка витрачається в процесі роботи двигуна, що забезпечує захист від несанкціонованого зливу палива з паливного баку. У зв'язку з тим, що з часом будуть змінюватися зазори в кінематичних парах двигуна, забруднюватися форсунки і таке інше, коефіцієнти математичної моделі, яка зберігається в пам'яті мікропроцесорного обчислювального пристрою не будуть відповідати дійсному стану двигуна. Тому необхідно періодично корегувати цю математичну модель. Для цього сигнал з мікропроцесорного обчислювального пристрою 6 поступає на вхід другого комутатора 8, який підключає датчик обертів двигуна 1, датчик крутного моменту 2 і датчик температури 3 до відповідних пристроїв порівняння 10, 11, 12 блока 9. На другі входи пристроїв порівняння подаються необхідні значення обертів двигуна, крутного моменту і температури повітря перед двигуном, що поступають з відповідних задавачів 13, 14, 15 цих параметрів. Необхідні значення цих параметрів визначаються планом експерименту, який формується блоком 18 генерації матриці планування експерименту. У випадку розбіжності параметрів відповідні пристрої порівняння видають сигнали в систему 16 керування двигуном, яка ліквідує ці розбіжності. Після установлення значень параметрів, що відповідають першому рядку матриці планування, датчики 1, 2, 3 через комутатор 4 і аналого-цифровий перетворювач 5 передають їх в мікропроцесорний обчислювальний пристрій 6. Паливомір 17 через комутатор 4 і АЦП 5 також передає в мікропроцесорний пристрій значення витрати палива двигуном за заданий проміжок часу ti. Після цього виконується установлення значень параметрів, що відповідають другому рядку матриці планування експерименту. При цьому пристрій працює аналогічно. Після реалізації всього плану експерименту, що задається матрицею планування, в мікропроцесорному обчислювальному пристрої 6 визначаються нові значення коефіцієнтів поліноміальної математичної моделі. В подальшому по скорегованій математичній моделі будуть визначатися витрати палива за відповідній проміжок часу. Таким чином, з урахуванням скорегованої математичної моделі з більшою точністю визначається та кількість палива, яка витрачається в процесі роботи двигуна. Крім цього, забезпечується захист від несанкціонованого зливу палива з паливного баку. 5 58097 Застосування другого комутатора, входи якого підключені до других виходів датчика обертів двигуна, датчика крутного моменту, датчика температури повітря перед двигуном і мікропроцесорного обчислювального пристрою, а виходи-до пристроїв порівняння, другі входи яких відповідно з'єднані з задавачами обертів двигуна, крутного моменту і Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 6 температури повітря перед двигуном, а виходи-з системою керування двигуном, паливомір якої підключений до першого комутатора, а входи задавачів з'єднані з блоком генерації матриці планування експерименту, дало змогу періодично корегувати математичну модель двигуна, що дозволяє підвищити точність вимірювання. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601