РАСХОДОМЕРЫ ТОПЛИВА

Длительная эксплуатация автомо­биля вызывает изменение его техни­ческого состояния. Так или иначе все эти изменения влияют на увели­чение расхода топлива. Именно по расходу топлива (в частности, по контрольному) можно судить об ис­правности автомобиля в целом и от­дельных его узлов и систем.

Грамотная эксплуатация автомоби­ля требует периодического контроля топливных показателей в дорожных условиях или на стенде с помощью специальных приборов — расходоме­ров. Это позволяет своевременно вы­являть неисправности транспортных средств и более рационально исполь­зовать топливо.

Конструкции расходомеров раз­личны и зависят от целей и характе­ра проводимых испытаний. Сейчас на автомобильном транспорте применя­ются три типа расходомеров. Это — приборы, работа которых основана на измерении скорости потока топ­лива, массы и объема потребляемого топлива.

Приборы, относящиеся к первым двум группам, применяют преимуще­ственно в стендовых, стационарных условиях. Расходомеры объемного типа получили распространение при проведении лабораторно-стендовых испытаний.

Расходомеры топлива, предназна­ченные для лабораторно-стендовых испытаний, должны обеспечивать широкий диапазон измерений расхо­да топлива от минимального (0,3 кг/ч при работе на холостом ходу) до максимального (40 кг/ч при полной подаче топлива) с точностью изме­рения ±1 %. Их работа должна от­личаться высокими стабильностью и надежностью, автоматизированным измерением расхода топлива, а кон­струкция — простотой основных эле­ментов.

Перечисленным требованиям в до­статочной мере соответствует расхо­домер топлива модели НИИАТ-ЛО12. Конструкция этого прибора относи­тельно проста (рис. 1 и фото), и он может быть изготовлен в условиях АТП. Прибор предназначен для оп­ределения расхода топлива на авто­мобилях с карбюраторными двигате­лями при проведении лабораторно-дорожных испытаний или на посту диагностики. Его подключают в си­стему питания между бензиновым насосом и карбюратором (см. техни­ческую характеристику прибора), размещая сам прибор в кабине во­дителя. Изменение направления дви­жения топлива в расходомере при включении его в систему питания осуществляется электромагнитными клапанами.

Расходомер модели НИИАТ-ЛО12 состоит из корпуса, мерных цилинд­ров, рычага управления и присоеди­нительных штуцеров. Мерные колбы изготовлены в виде съемных латун­ных цилиндров с внутренним диа­метром 35 или 20 мм. Они сообща­ются между собой топливным кана­лом, который имеет две стеклянные трубки диаметром 5 мм для наблю­дения за уровнем топлива в мерных цилиндрах. Для удобства работы из­мерительную линейку можно пере­мещать вдоль стеклянных трубочек. Время расхода топлива измеряет­ся по секундомеру, который вклю­чается и выключается автоматиче­ски. При прохождении автомобилем мерного участка переключатель обес­печивает одновременное включение (выключение) секундомеров и пода­чу (прекращение подачи) топлива из мерных цилиндров прибора. Поло­жение переключателя определяет по­рядок работы электромагнитных кла­панов, а также продолжительность замкнутого состояния их контактов. Для подвода и отвода топлива при­бор соединяется с бензонасосом и карбюратором с помощью металли­ческих трубопроводов или бензостойких шлангов. Схема работы расходо­мера НИИАТ-ЛО12 показана на рис. 2.

Для исследования топливной эко­номичности дизелей в НИИАТе раз­работан специальный расходомер. Он отличается от представленного прибора модели НИИАТ-ЛО12 дополни­тельным клапаном, управляющим на­правлением движения топлива в си­стеме топливоподачи.

Наибольшее распространение сей­час получают расходомеры с элек­тронной системой отсчета, работаю­щие по принципу определения мгно­венного расхода топлива. Принцип действия расходомеров топлива не­прерывного действия основан на пре­образовании первичных механических и флуометрических сигналов в элек­трические импульсы. Весьма разно­образны и конструкции расходоме­ров топлива.

clip_image002

Рис. 1. Схема расходомера топлива НИИЛТ-Л012:

1 — корпус; 2 — мерный цилиндр; 3 — из­мерительная линейка; 4 — стеклянная труб­ка; 5 — секундомер; 6 — рычаг управления

clip_image004

Расходомер топлива НИИАТ-ЛО12

clip_image006

К расходомерам поршневого типа относят приборы ведущих зарубеж­ных фирм «Кофлю» (Франция), КВЦ, «Ромесс Рогг» (ФРГ) и др. Основ­ной частью расходомера топлива фирмы «Кофлю» является измери­тельный блок, состоящий из четырех калиброванных поршней, которые с помощью шатунов соединены с шейкой собственного коленчатого вала. Поток топлива через поршни приво­дит его во вращательное движение, а вырабатываемый при этом электри­ческий сигнал передается на цифро­вое индикаторное табло. Точность из­мерения ±1 %. Показания прибора могут передаваться и регистриро­ваться дистанционно Измерительный блок снабжен генератором электри­ческих импульсов, которые могут регистрироваться тахографом с до­полнительным пером.

В расходомере фирмы «Ромесс Рогг» использован флуометрический принцип. Перетекающее через канал прибора топливо в зависимости от расхода перемещает конусный дат­чик вверх (в конусную часть кана­ла). Система отсчета выдает значе­ние расхода топлива на счетное ус­тройство.

В области дизайна приборов сей­час преобладают рациональные фор­мы и эффективные эргономические решения. Стрелочные указатели прак­тически полностью вытеснены циф­ровой индикацией (дисплеем). Быстропротекающие процессы регистриру­ются уже не дискретно, а в динами­ке с помощью безынерционных само­писцев. Это повышает достоверность оценки процессов, происходящих в реальных топливных системах авто­мобилей.

К числу таких приборов относятся Фловтроник-205 (фирма-изготовитель «Атомак», Финляндия). Это прибор многоцелевого назначения. Он по­зволяет контролировать расход бен­зина в реальных условиях транспорт­ного процесса или при различных ти­пах стендовых испытаний (рис. 3).

Модификация расходомера Флов-троник-205Д предназначена для ди­зельных автомобилей. Он отличается от базовой модели дополнительной приставкой.

Оба прибора Фловтроник основаны на объемном способе измерения рас­хода топлива. Они снабжены элек­тронным измерительным устройством с программным управлением (см. тех­ническую характеристику расходоме­ров Фловтроник).

Фловтроник состоит из датчика им­пульсов и регистрирующего устрой­ства (счетчика импульсов). У карбю­раторных двигателей датчик вклю­чают между насосом и карбюрато­ром, а у дизелей — между топливным баком и топливным насосом высоко­го давления (ТНВД). Прибор содер­жит четыре мерных цилиндра. Рас­ходомер дизельного топлива имеет обратный клапан для обратного сли­ва топлива. Расход топлива измеря­ют в литрах на 100 км пробега или за 1 ч. Фловтроник снабжен цифро­вой индикацией. Он работает от ис­точника постоянного тока напряже­нием 1,5 В, а потребляемая мощ­ность 0,5 Вт.

Японская фирма «Оно сокки» раз­работала серию расходомеров топлива. Модель FC-244 предназначена для объемного измерения расхода топлива в стационарных условиях. Она содержит простейшее измери­тельное устройство для отсчета до­зы израсходованного топлива, лампу накаливания с фотодатчиками и ре­гистрирующее устройство с цифро­вой индикацией. Прибор включают в систему питания между бензиновым насосом и карбюратором. Время рас­хода топлива фиксирует счетчик им­пульсов. Доза израсходованного топ­лива автоматически отсекается с по­мощью фотодиодных датчиков. Пу­тем несложных преобразований рас­ход топлива определяют в литрах или килограммах за 1 ч. Кстати, ана­логичный метод широко применяют в отечественной практике измерения расхода топлива в стационарных ус­ловиях.

Наиболее совершенным, информа­тивным и производительным являет­ся японский расходомер топлива мо­дели DF-311. Он предназначен для измерения мгновенного и суммарного расхода топлива объемным спосо­бом. Расходомер топлива имеет дат­чик расхода топлива и регистрирую­щее устройство с цифровой индика­цией (принцип действия датчика — электромеханический).

В корпусе расходомера есть четы­ре цилиндра, в которых перемеща­ются поршеньки. Движение четырех мерных поршеньков передается на коленчатый вал, вращение которого преобразуется в электрический им­пульс. Одному импульсу счетчика соответствует определенный объем израсходованного топлива. Отсчет и суммирование порций топлива осу­ществляют путем передачи сигналов на импульсный счетчик. Встроенный счетчик с цифровой индикацией име­ет кнопки пуска, остановки и сбро­са показаний.

Датчик расхода топлива очень чув­ствителен к чистоте топлива. тонкость фильтрации топлива составля­ет 5 мк. Регистрирующее устройство снабжено шестиразрядным цифровым индикатором. Расход топлива изме­ряют в диапазоне 0,3—120 л/ч. По­грешность измерений — 0,5 %. Напря­жение питания — 12 В.

clip_image008clip_image009clip_image010

рис. 2. Схема работы расходомера НИИАТ-ЛО12:

а — наполнение; б — движение при отключен­ном расходомере; в — подготовка прибора к

1 — топливный бак; 2— мерный цилиндр; 3 — стеклянная трубка; 4 — открытые клапаны; 5 — карбюратор; 6 — топливный насос; 7 — закрытые клапаны; 8 — уровень топлива в стеклянных трубках. Движение топлива пока­зано стрелками

clip_image012

clip_image014

Рис. 3. Схема расходомера топлива Фловтроник-205:

1—топливный бак; 2 — счетное устройство; 3 — датчик; 4 — рычаг управления; 5 — топливный насос; 6 — фильтр; 7 — карбюратор

Интересный опыт применения рас­ходомеров топлива накоплен авто­транспортниками Венгерской Народ­ной Республики. Здесь расходомеры устанавливают на автомобили в ка­честве обязательных комплектующих изделий. К таким приборам относят­ся расходомер модели AFB-1 (пред­назначен для измерения расхода бен­зина), снабженный встроенным счет­чиком с цифровой шкалой, и модели AFG-1 (определяет расход дизельно­го топлива). Эта модель также снаб­жена встроенным счетчиком с циф­ровой шкалой. Электронный расходо­мер модели F-80, нашедший приме­нение в ВНР, предназначен для из­мерения расхода топлива дизельных и карбюраторных автомобилей в экс­плуатационных условиях и при про­ведении научных исследований. Из­мерение расхода топлива осущест­вляют в л/ч. или л/100 км.

В основу работы венгерских при­боров положен известный принцип гидрометрической вертушки (турбинки) с аксиальным расположением ро­тора, которую широко применяют для непрерывной регистрации расхо­да топлива.

Гидрометрическая вертушка пред­ставляет собой вращающуюся в под­шипниках ось с лопастями. Давление струи топлива создает относительно оси вертушки момент, под действием которого она вращается. Давле­ние на лопасти турбинки и частота вращения зависят от скорости пото­ка. Частота вращения турбинки про­порциональна расходу топлива.

Вертушка снабжена флажком, ко­торый перекрывает поток света. За каждый оборот флажок один раз пе­рекрывает луч света, проходящий че­рез окно в корпусе датчика. Фото­электрические импульсы передаются на преобразователь в специальную измерительную цепь для их пересче­та в объемные единицы расхода топ­лива.

Аналогичные принцип действия и основные конструктивные решения были использованы при создании Ле­нинградским филиалом НИИАТа при­боров моделей РТА-1 и РТА-2. Они были изготовлены небольшой серией в начале семидесятых годов. По­грешность этих приборов не превы­шает 2,5 %.

Существуют и более упрощенные методы измерения расхода топлива. В условиях эксплуатации автомоби­ля весовой или объемный расход топлива можно определить с по­мощью простого прибора — бачка для замера расхода топлива модели НИИАТ-361. Этот прибор состоит из резервуара емкостью 4 л, мерной стеклянной трубки, расположенной в центре бачка, и шкалы, закрепленной за трубкой.

Опыт эксплуатации прибора моде­ли НИИАТ-361 показал, что для удобства проведения испытаний гру­зового автомобиля или автобуса и повышения точности измерений объ­ем мерного бачка необходимо увеличить с 4 до 12—15 л. С этой целью НИИАТом разработан прибор моде­ли НИИАТ ИК-Ю, представляющий собой стандартный 20-литровый би­дон (канистру) с впаянной между ручек дополнительной горловиной. В эту же горловину ввернута проб­ка, в которой смонтирован наборный топливопровод.

Замеряют уровень топлива в мер­ном бачке стандартной линейкой, на которой закреплена ограничительная шайба. Эта шайба своей проточкой должна входить с горловину, что обеспечивает стабильное положение линейки при замерах.

Бачок желательно располагать на автомобиле в месте, наиболее удоб­ном для его установки и эксплуата­ции. Бачок подключают к системе питания автомобиля с помощью гиб­кого шланга. В этом случае топлив­ный насос соединяют с бачком. Наи­более точные результаты можно по­лучить, если бачок взвешивают до и после испытаний. Конструкция бач­ка проста и может быть изготовлена на любом АТП.

Применение расходомеров на авто­ремонтных предприятиях позволяет диагностировать двигатели по расхо­ду топлива, определять маршрутные нормы расхода топлива для автобу­сов и т. д. благодаря этому АТП могут на 5—6 % снизить потребность в топливе.