178424. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tüzelőanyagfogyasztás mérésére, szakaszos súlyméréssel, főleg belsőégésű motorok vizsgálatára
3 178424 4 A különböző nagyságú motorok maximális óránkénti tüzelőanyagigénye több mint egy nagyságrenddel tér el egymástól. Ugyanakkor egyazon motor részterhelése és teljes terhelés esetén is nagyságrendi eltérést mutat a tüzelőanyag-fogyasztás. A fogyasztásmérő berendezéseknél a legnagyobb mérendő súlyt úgy határozzák meg, hogy a vizsgálandó legnagyobb motor maximális terhelésű üzemállapotában is legalább az előírt ideig tartson a mérés. Ilyen súlyú tüzelőanyag elfogyasztásának mérése részterhelésnél jelentősen megnövekedett mérési időt eredményez. Ezen a nehézségen úgy igyekeznek segíteni, hogy a mérendő mennyiséget az éppen mérendő motornagyság és terhelési szinthez számítva állítják be előre meghatározott, de korlátozott számú lépcsőzetes lehetőség szerint. így közelíteni lehet az optimális mérési időt. Ez a méréseknél külön meggondolást igényel, ami megnövekedett kezelési időt jelent, és kvalifikált kezelőt is igényel. Az ismert berendezéseknél a gyakorlat az, hogy néhány mennyiségi lépcső valósítható meg és ezen túl a szükségesnél hosszabb idő alatt végzik el a mérést. Az optimumnál hosszabb mérési idő nemcsak munkaidőveszteséget jelent, hanem a mérés pontosságát is leronthatja, mert a motorok szigorúan konstans üzemi állapotát tartósan biztosítani igen nehéz, az a hosszú mérési idő alatt megváltozhat, és így a mért érték nem egy beállított üzemi állapotra, hanem egy üzemi tartományra vonatkozó bizonytalan értékké válik. A mérési pontosságot az is rontja, ha a mérendő mennyiség nagy határok között változik, mert a mérési pontosság a mérési tartomány alsó határa felé csökken, ha ugyanazon mérleggel mérjük. Célkitűzésünk olyan mérési eljárás létrehozása volt, melynek segítségével az előírt mérési pontosság optimális mérési idő alatt érhető el, melynél a tüzelőanyagfogyasztás a belsőégésű motor beállított paraméterekhez tartozó üzemi állapotára leginkább jellemző értéket mutatja. Találmányunk eljárás belsőégésű motorok tüzelőanyag-fogyasztásának szakaszos mérésére, melynél az elfogyasztott tüzelőanyag súlymennyiségének, a fogyasztás időtartamának és az ezidő alatt megtett motorfordulatok számának összetartozó értékeit mérjük, a mérés elindítását követően folyamatosan, vagy meghatározott időegységenként vagy meghatározott súlyegységenként vagy meghatározott fordulatonként ismételten mérjük az addig elfogyasztott tüzelőanyag súlyát és az elfogyasztásnak a mérés kezdetétől számított időtartamát, és ezeket az értékeket összehasonlítjuk egy általunk előre meghatározott minimálisan mérendő tüzelőanyag súlymennyiség határértékkel és ettől függetlenül meghatározott minimális mérési időtartam határértékkel, és a mérést és összehasonlítást addig folytatjuk, míg az időben később teljesülő minimális határértéket is elértük, ekkor a mérési folyamatot befejezzük, a mérési eredményt az utoljára mért összetartozó tüzelőanyagmennyiség, időtartam és motorfordulatok számának értékeiből képezzük. A minimális mérendő tüzelőanyag-mennyiség a találmány szerinti eljárásnál nem a motor maximális fogyasztásától függ, hanem csak a mérleg adott mérési pontosságától. Ha a mérleg mérési pontossága hm(kg) és a fogyasztásmérésnél a megengedett súlymérési hiba hf [%] akkor a minimálisan mérendő Qmin(kg) tüzelőanyag mennyiség Qmin = -^100(kg). hf A minimálisan mérendő tm[n időt műszakilag az időmérő pontossága, technológiailag rendszerint valamilyen helyileg érvényes mérési utasítás (szabvány, üzemi előírás stb.) határozza meg. Ha a mérési eljárás az előzőekben leírtak szerint csak a két minimum mindegyikének betartásához szükséges ideig tart, akkor a mérést ellentétben az ismert eljárásokkal optimális idő alatt végezzük el. A találmányunk szerinti mérési eljárás előnyös foganatosítási módjánál a mérés alatt a mért változók valamelyikének egyenletes ütemeihez tartozó ismételt mintavételek részmennyiségeinek jellemzői alapján ellenőrizzük a motor beállított üzemállapotának stabilitását az egész mérési idő alatt. Például, ha egyenletes időközönként mérjük az elfogyasztott tüzelőanyag mennyiségét, akkor a motor stacioner üzemállapota esetén egyenlő tüzelőanyag-mennyiségeket mérünk. Ha egyenletes tüzelőanyag-mennyiségek vezérlik a mintavételt, akkor az ehhez tartozó idők egyenletessége jellemzi a stacioner üzemet, (a mintavétel vezérlése meghatározott motorfordulatonként is történhet) vagyis általánosságban az egyik változó egyenletes mennyiségéhez viszonyíthatjuk a másik változó mért értékeinek szórását. A motor stacioner üzemének ellenőrzésére más jellemzőt is felhasználhatunk, pl. a fordulatszám egyenletességét, megfelelő hőfokok stabilitását stb. A mintavételként végezhető ahol a — a szórás, n — a mintavétel száma, Qn — a mintavételkor mért súly szórásnégyzet számításával egyszerre figyelhető a motor stacioner üzeme és a mérőberendezés pontossága és megbízhatósága. A találmányunk szerinti mérési eljárás további előnyös foganatosítási módjánál a mérés alatt ütemenként ismételten mintát veszünk a motor nyomatékának, vagy ezzel arányos mennyiségnek (fékerő) pillanatnyi értékéből és ezek átlagából határozzuk meg az egész mérési időtartamra jellemző értéket. Miután a motomyomaték stabil üzemben is adott határok között változik az így meghatározott átlagérték sokkal megbízhatóbb mérési eredményt ad, mint a szokásos módon leolvasott pillanatnyi érték. A motornyomaték és fordulatszám meghatározott türéssávon felüli ingadozását tehát megengedjük. Találmányunkat az alábbi kiviteli példán ismertetjük részletesen: Mérendő 160 kW teljesítményű Diesel-motor tüzelőanyag-fogyasztása teljes terhelésnél és üresjáratban. A vonatkozó szabvány előírja, hogy a fogyasztásmérést \% pontossággal kell végezni, és legalább 30 sec alatt elfogyasztott tüzelőanyag súlyát kell megmérni. A súlymérésre elektronikus mérőcellát használunk, melynek pontossága 1 ezrelék, méréshatára 0,5 kg. A súlymérési hiba az 500 g I ezreléke, tehát 0,5 g. így ahhoz, hogy a mérés hibája 1% legyen — az időmé5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
