Измерение расхода топлива расходомером поршневого типа

Основу расходомера топлива поршневого типа (рис. 29-8) составляет двухобъемный поршень с полостями АиБ, электромагнитные клапаныЭМК₁ ЭМК₄, переключательП₁и электронный блок счета ходов поршня (показан в левой части рисунка 29-8).

Расходомер устанавливается в топливную магистраль между топливным насосом и карбюратором. Он работает следующим образом. При нахождении переключателя П₁ в левом положении (как показано на рис. 29-8) ток от источника питанияИП поступает на электромагнитные клапаныЭМК₂ иЭМК₃, удерживая их в открытом состоянии. При этом электромагнитные клапаныЭМК₁ иЭМК₄обесточены и находятся в нормально закрытом состоянии.

Топливо поступает в расходомер под давлением, создаваемым топливным насосом и через открытый клапан ЭМК₃начинает заполнять полостьВ. Поршень под давлением топлива начинает перемещаться влево, вытесняя топливо из полостиА, через открытый электромагнитный клапанЭМК₂в карбюратор. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока поршень не вытеснит все топливо из полостиА, а его шток не переключит контактыК₁иК₂ переключателяП₁в левое положение. В левом положении контактК₂разомкнется и обесточит электромагнитные клапаныЭМК₂иЭМК₃, а контактК₁замкнется соединив источник питанияИПс электромагнитными клапанамиЭМК₁иЭМК₄.

Рис. 29-8. Функциональная схема расходомера топлива поршневого типа

При этом электромагнитные клапаны ЭМК₂иЭМК₃закроются и движение топлива через них прекратиться, а электромагнитные клапаныЭМК₁иЭМК₄откроются и топливо от топливного насосе начнет заполнять полостьА перемещая поршень вправо.

Двигаясь вправо поршень выталкивает находящееся в полости Втопливо через открытый электромагнитный клапанЭМК₄в карбюратор. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока поршень не вытеснит все топливо из полостиВ, а его шток не переключит контактыК₁иК₂ переключателяП₁в правое положение и процесс повторится.

Таким образом поршень расходомера будет циклически перекачивать топливо из полостей АиБв карбюратор двигателя.

Для определения количества израсходованного двигателем топлива необходимо знать объем полостей АиБ, а также количество ходов, сделанных поршнем в единицу времени, либо общее количество ходов на участке пройденного автомобилем пути. В первом случае определяется мгновенный расход топлива, а во втором – путевой. Расходомер позволяет решить и первую и вторую задачи. Переключение режимов работы расходомера осуществляется переключателемП₂.

Измерение мгновенного расхода топлива.Для измерения мгновенного расхода топлива расходомер считает количество ходов, сделанных поршнем в единицу времени (за 10 секунд). ПереключательП₂находится в положении, показанном на рис. 29-8. Чтобы определить количество полных ходов поршня достаточно посчитать количество переключений переключателяП₁. Для этого к цепи питания электромагнитных клапанов ЭМК₁и ЭМК₄подключен формирователь импульсов ФИ. При каждом включении электромагнитных клапановЭМК₁иЭМК₄на выходе формирователяФИ вырабатывается один стандартный электрический импульс. При работе расходомера эти стандартные импульсы от формирователяФИпоступают на входБ логического устройстваЛУработающего по принципу «2-И».

Параллельно с ними на вход Алогического устройстваЛУпоступают импульсы от электронного секундомера, выполненного на базе кварцевого генератора опорных частотГОЧи пяти делительных декадДД₁  ДД₅. При работе генератора с частотой 10000 Гц длительность импульса на входеА (после пяти делительных декад) составляет 10 секунд.

Таким образом счетные декады СчД₁  СчД₃считают количество полных ходов поршня расходомера за время, равное 10 секундам. После 10 секундного счета следует 10 секундная пауза, в течение которой счетные декады отображают результат счета. После этого устройство управления сбросомУУСобнуляет счетные декады, и начинается новый цикл измерения мгновенного расхода топлива.

Измерение путевого расхода топлива.Для измерения путевого расхода топлива переключательП₂переводят в правое положение, при котором его контактыК₃ иК₄размыкаются, а контактК₅замыкается. В этом режиме счетные декады будут непрерывно считать общее количество ходов поршня на отрезке пути пройденном автомобилем, поскольку при замкнутом контактеК₅ импульсы от формирователяФИбудут поступать на оба входаАиБлогического устройстваЛУи условие «2-И» будет выполняться всегда. При этом общее количество топлива делят на пройденный автомобилем путь.

Тарировка расходомеров топлива

Для того чтобы по показаниям электронного блока расходомера можно было определить расход топлива необходимо его протарировать. Тарировку расходомеров выполняют на специальной установке, схема которой представлена на рис. 29-9.

Установка состоит из заполненной жидкостью емкости 6 с мерной трубкой 8, приемной емкости 3, регулируемого насоса 7, дросселирующего крана 4, манометра 5 и секундомера 9.

Датчик 2 расходомера подключают к выходному патрубку насоса 7. Выходной патрубок датчика соединяют с манометром 5 и дросселирующим краном 4. К датчику 2 подключают электронный блок 1 расходомера и включают его в режим измерения расхода. С целью защиты от возгорания в емкость 6 заливают негорючую жидкость по вязкости аналогичную топливу (например, жидкость «Wins»). Тарировку выполняют при температуре окружающей среды 202^оС, в диапазоне расхода от 0,1 до 2,0 л/мин.

Рис. 4.49. Схема установки для тарирования расходомеров топлива.

1 – электронный блок расходомера; 2 – датчик расходомера; 3 – приемная емкость; 4 – кран дросселирующий; 5 – манометр; 6 – емкость с жидкостью; 7 – регулируемый насос; 8 – мерная трубка; 9 – секундомер

В начале, включают насос 7 в режиме малого расхода (с малой частотой вращения). Краном 4 устанавливают давление жидкости в магистрали на уровне 15 30 кПа. С помощью секундомера засекают времяt_ррасхода мерного объемаVжидкости, а также показанияХ_пна электронном блоке расходомера. Величину израсходованного объемаVжидкости из емкости 6 регистрируют при помощи мерной трубки 8. Затем определяют величину часового расхода топлива по формуле:

, [л/мин].

Вышеперечисленные процедуры выполняют несколько раз, при этом увеличивая производительность насоса 7 (за счет увеличения частоты его вращения) и устанавливая краном 4 заданную величину давления в магистрали. Результаты измерений заносят в тарировочную таблицу.

Тарировочная таблица

Параметр	Результаты замеров
Q, [л/мин]	0,09	0,31	0,72	1,12	1,37	1,59	1,83	2,02
Хп [имп/с]	6	20	48	75	90	104	118	128

Рис. 4.50. Тарировочный график расходомера топлива

По итогам тарировки строят тарировочный график (рис. 4.50) зависимости величины расхода топлива Qот показаний частотыХпна электронном блоке расходомера. На графике определяют наибольшее отклонение Δизмеренных значений расходаQот линейного тарировочного графика. Это наибольшее отклонение Δи будет являться абсолютной погрешностью измерения.

Относительная погрешность измерения расхода определяется по формуле:

где Q_max – максимальное значение измеренного расхода топлива.