Можливість вимірювання витрати палива витратоміром
- Загальні принципи
- Вимірювання «проточної» паливної схеми:
- Загальні недоліки.
- Відносна похибка вимірювання.
- Вимірювання «псевдо-проточної» паливної схеми:
- Загальні недоліки.
- Відносна похибка вимірювання.
- Вимірювання «тупикової» паливної схеми.
- Висновки.
- Загальні принципи
Вимірювання витрати рідини через «трубу» логічніше всього виконувати витратоміром із необхідною похибкою. Проте при вимірюванні витрати палива на транспортному засобі (ТЗ), силова установка якого базується на двигуні внутрішнього згоряння (ДВЗ), цей принцип не завжди підходе… Принципіальна паливна схема ДВЗ ТЗ (90% транспортних засобів):
2. Вимірювання «проточної» паливної схеми
Частіше за все пропонується вимірювання витрати палива у напірній (Н) та зворотній (З) магістралях (мал. 2), а витрату безпосередньо ДВЗ розраховують як різницю цих двох вимірювань.
2.1. Загальні недоліки
- Необхідно вносити зміни до паливної схеми ТЗ, що забороняється виробниками у гарантійний період та не кожен власник дороговартісної техніки на це піде.
- Після внесення змін до паливної схеми ТЗ, робота ТЗ повністю залежить від надійності роботи витратоміру (ДВП). ДВП достатньо точний прилад на борту ТЗ, але він дуже чутливий до чистоти палива та через це рекомендують попередньо очистити паливний бак, промити магістралі та замінити штатні фільтри, а також встановити додаткові фільтри тонкої очистки, що потребують обслуговування (регулярної заміни) та які, у свою чергу, збільшують гідравлічний опір магістралі.
- Навіть після всіх заходів із захисту роботи ДВП, відомі випадки обмеження потужності ДВЗ при роботі на номінальній потужності та, як результат, зупинка ТЗ.
2.2. Відносна похибка вимірювання.
Проведемо нескладні розрахунки відносної похибки вимірювань на прикладі роботи ДВЗ ПД1М (6ЧН31,8/33), потужністю 1200 к.с. при 750 об./хв. Для вимірювання витрати палива (ДВП) візьмемо швейцарські витратоміри VZO 8 OEM (найбільш популярні в останній час), що працюють у діапазоні від 4 до 200 л/год., із відносною похибкою +/- 1%. Продуктивність паливного насосу низького тиску ДВЗ ПД1М (6ЧН31,8/33) – 30 л/хв., або 1800 л/год.
На холостому ході ДВЗ ПД1М споживає близько 10 л/год. При роботі ДВЗ на холостому ході ДВП-Н повинен виміряти 1800 л/год. із похибкою +/- 18 л/год., а ДВП-З 1790 л/год. із похибкою +/- 18 л/год.
Дані розрахунки показують, що даний метод неприпустимий для вимірювання витрати палива.
3. Вимірювання «псевдо-проточної» паливної схеми
Рідше пропонується «псевдо-проточна» схема, тобто змінена проточна у тупикову схему (мал. 3).
3.1. Загальні недоліки
Дана схема є тупиковою, надлишок палива скидається зворотно в бак. Нам не відомо жодного випадку, щоб виробник ДВЗ офіційно дозволив використання подібної паливної схеми, що обумовлено:
- наявні всі недоліки «проточної» схеми (п.2.1.);
- підвищене навантаження на роботу всієї паливної апаратури;
- відсутнє охолодження паливної апаратури (ТНВТ, форсунок) паливом;
- при нагріванні палива втрачаються його змащувальні властивості – підвищений знос та вірогідність кавітації – підвищений знос паливної апаратури, виділення повітря з палива – завоздушування та ін.
Відомі випадки обмеження потужності ДВЗ при роботі на номінальній потужності та, врешті решт, зупинка ТЗ через завоздушування паливного колектору.
3.2. Відносна похибка вимірювання
При такій схемі необхідно звертати увагу на те, що двигун працює у широкому діапазоні витрати палива. Наприклад, досить часто, витрата на холостому ході у 10-20 разів менша, ніж на номінальній потужності, тобто витратомір повинен працювати із необхідною похибкою у всьому робочому діапазоні ДВЗ.
4. Вимірювання «тупикової» паливної схеми
Використання витратомірів палива можливе тільки на ТЗ, ДВЗ яких працює по тупиковій паливній схемі – це близько 10%, в основному трактори або дизель-генератори. Навіть при такій схемі необхідно звертати увагу на те, що двигун працює у широкому діапазоні витрати палива. Наприклад, досить часто, витрата на холостому ході у 10-20 разів менша, ніж на номіналі, тобто витратомір повинен працювати із необхідною похибкою у всьому робочому діапазоні ДВЗ.
5. Висновки
Існують інші способи вимірювання витрати палива ДВЗ ТЗ, що використовує НВО «Дніпротехтранс» у своїх розробках, одним з яких є ультразвуковий СІО-Авто:
- При встановленні ультразвукового датчика СІО-Авто не зачіпається паливна магістраль;
- Датчик не заклинює та не зношується, бо не має механізмів;
- Проходять метрологічні випробування як нові, так і такі, що знаходяться в експлуатації, тобто прилад стає вимірювальним.
