snímání spotřeby dieselagregátu

[kulikus]

Potřebuju měřit spotřebu diesel-motoru agregátu (45kW výstupní výkon) v čase a spárovat to s měřeným odběrem vyrobené elektřiny. Motor vypadá jak z náklaďáku. Více o něm v tuto chvíli nevím.

Hledám:
a) vhodný průtokový snímač pro odměr spálené nafty. Jeden snímač na přívodu paliva a jeden na přepadu zpět do nádrže. Spotřebu určit z rozdílu.

b) vhodný snímač výšky hladiny do válcové nádrže naležato a spotřebu počítat (zjevně méně přesné řešení)

[Hill]

A co difereciální průtokoměr (a třeba i s ohřevem komor) od Tvrdíka ze Zruče?

[Hill]

A co difereciální průtokoměr (a třeba i s ohřevem komor) od Tvrdíka ze Zruče?

[kulikus]

K bodu A zadání zvažuji řešení se dvěma snímači průtoku, třeba flowmeter s pulsním výstupem a ATmegou.
Jejich nejcitlivější průtokáč snímá od 0,07GPM tj. 1/4 litru za minutu. Motor má asi menší spotřebu.

Co použít zubové čerpadlo (ostřikovače) jako snímač?

[kulikus]

[kulikus]

Dozvěděl jsem se, že povedený snímač průtoku paliva byl ve vozech Wartburg. Rozlišení v ml na puls.

[pepik9]

Kraftstoffmomentanverbrauchsanzeige . A jak pořešíš přepad od vstřiků ?

[EKKAR]

Musel by ty průtokoměry použít dva. Jeden k hlavnímu přívodu, druhej do přepadu. Tahle funkce byla popisovaná v návodu na "Tripmaster do soutěžního auta" kdysi dávno v nějakým Amáru nebo možná v ročence - někdy v 80. letech, pamatuju se, že tam byl ještě procesor z rodiny 80xx cosi - nevím už jestli 8035, 8047 nebo kýho vejra a k němu externí paměť. Dneska by se to dalo vyřešit jednoduše = pomocí třeba Hádrujýna nebo podobný vopičárny nejdřív odečíst impulsy z "vratky" od celkovýho počtu impulsů dodanejch hlavním průtokoměrem - zbejt by měla čistá spotřeba neboli to, co proteklo vstřikama do spalovacích prostorů. Když se to zpracuje dostatečně rychle a se správnou korekční tabulkou, musí na konci výpočtu podle zavedený celkový časový konstanty vyjít časová spotřeba na sekundu - minutu - hodinu běhu. Dalším výpočtem například se zahrnutím počtu impulsů přijmutejch od snímače rychlosti otáčení výstupního hřídele převodovky se pak dá získat údaj o spotřebě na 1 nebo i na 100km = běžná funkce digitálních palubních počítačů.

[EKKAR]

Musel by ty průtokoměry použít dva. Jeden k hlavnímu přívodu, druhej do přepadu. Tahle funkce byla popisovaná v návodu na "Tripmaster do soutěžního auta" kdysi dávno v nějakým Amáru nebo možná v ročence - někdy v 80. letech, pamatuju se, že tam byl ještě procesor z rodiny 80xx cosi - nevím už jestli 8035, 8047 nebo kýho vejra a k němu externí paměť. Dneska by se to dalo vyřešit jednoduše = pomocí třeba Hádrujýna nebo podobný vopičárny nejdřív odečíst impulsy z "vratky" od celkovýho počtu impulsů dodanejch hlavním průtokoměrem - zbejt by měla čistá spotřeba neboli to, co proteklo vstřikama do spalovacích prostorů. Když se to zpracuje dostatečně rychle a se správnou korekční tabulkou, musí na konci výpočtu podle zavedený celkový časový konstanty vyjít časová spotřeba na sekundu - minutu - hodinu běhu. Dalším výpočtem například se zahrnutím počtu impulsů přijmutejch od snímače rychlosti otáčení výstupního hřídele převodovky se pak dá získat údaj o spotřebě na 1 nebo i na 100km = běžná funkce digitálních palubních počítačů.

[pepik9]

Jen nevím, jestli to má nějaký praktický důvod, nebo jen zvědavost.
Taky by šlo dolít, nechat hodinu blafat na volnoběh a pak změřit spotřebu. Pak to samé s větší zátěží. a pak to zprůměrovat.

[kulikus]

Ano, dva snímače. Před vstřikem a na přepadu, jak píše EKKAR.

[Hill]

Diferenciální měření nátoku a odtoku nikdy není levná či konstrukčně jednoduchá záležitost: portem arduina toho moc nepřečteš. I k průtokoměrům z Traboše potřebuješ také dva HW čítače - nabízí se sice použít čítač vpřed/vzad, ale u něj by mohlo docházet k časovému překrytí impulsů a následkem by byla chyba měření možná už nepřípustně velká.
Menší chybu způsobí, když se z každého snímače načítají impulsy, v pravidelných intervalech se stavy čítačů přenesou k dalšímu zpracování a jejich obsah se vynuluje.
Samozřejmě cyklus a perioda mazání obsahu čítačů musí být navržené tak, aby ani při maximální spotřebě nedošlo k přetečení čítače nátoku, jeho stav je z podstaty vždy vyšší. Ale lze to ošetřit tím, že se proces čtení a nulování spustí ihned, jak bude mít arduino čas, po překročení určitého stavu, například 3/4 naplnění čítače nátoku (vyhodnocením například stavu HHxxxxxx u osmibitového čítače vyvolat přerušení, vyčíst a snulovat čítač; dosažení stavu například HHHxxxxx by znamenalo, že k tomu nedošlo, tak volat přerušení znovu, případně vyhodnotit jako chybu).
A také jsou třeba ještě dva HW latche pro zkopírování stavů čítačů a multiplexer na převod na sériovou informaci, kterou si arduino přečte.

Druhou možností je použití převodníků f/U, v podstatě dva otáčkoměry buzené impulsy z průtokoměrů, a vyhodnocovat rozdíl napětí jako spotřebu za jednotku času.
Když budeš mít k dispozici i číslo definující odebranou elektrickou práci, tedy průměrný odběr za tutéž jednotku času, dá se vyhodnocovat i účinnost přeměny energie a optimalizovat podle toho zátěž atd...

Dostaneš-li se k průmyslovým převodníkům s proudovou smyčkou 4 - 20 mA, pak to konstrukčně vyjde prakticky nastejno: napřed převod f/I, pak převod A/D... ale to už jsme zase cenově někde jinde.

[Hill]

Diferenciální měření nátoku a odtoku nikdy není levná či konstrukčně jednoduchá záležitost: portem arduina toho moc nepřečteš. I k průtokoměrům z Traboše potřebuješ také dva HW čítače - nabízí se sice použít čítač vpřed/vzad, ale u něj by mohlo docházet k časovému překrytí impulsů a následkem by byla chyba měření možná už nepřípustně velká.
Menší chybu způsobí, když se z každého snímače načítají impulsy, v pravidelných intervalech se stavy čítačů přenesou k dalšímu zpracování a jejich obsah se vynuluje.
Samozřejmě cyklus a perioda mazání obsahu čítačů musí být navržené tak, aby ani při maximální spotřebě nedošlo k přetečení čítače nátoku, jeho stav je z podstaty vždy vyšší. Ale lze to ošetřit tím, že se proces čtení a nulování spustí ihned, jak bude mít arduino čas, po překročení určitého stavu, například 3/4 naplnění čítače nátoku (vyhodnocením například stavu HHxxxxxx u osmibitového čítače vyvolat přerušení, vyčíst a snulovat čítač; dosažení stavu například HHHxxxxx by znamenalo, že k tomu nedošlo, tak volat přerušení znovu, případně vyhodnotit jako chybu).
A také jsou třeba ještě dva HW latche pro zkopírování stavů čítačů a multiplexer na převod na sériovou informaci, kterou si arduino přečte.

Druhou možností je použití převodníků f/U, v podstatě dva otáčkoměry buzené impulsy z průtokoměrů, a vyhodnocovat rozdíl napětí jako spotřebu za jednotku času.
Když budeš mít k dispozici i číslo definující odebranou elektrickou práci, tedy průměrný odběr za tutéž jednotku času, dá se vyhodnocovat i účinnost přeměny energie a optimalizovat podle toho zátěž atd...

Dostaneš-li se k průmyslovým převodníkům s proudovou smyčkou 4 - 20 mA, pak to konstrukčně vyjde prakticky nastejno: napřed převod f/I, pak převod A/D... ale to už jsme zase cenově někde jinde.

[kulikus]

Jaký tam čekat tlaky a průtoky? Nemám zatím možnost to změřit.

[Hill]

No, je to diesel, tak 0,5 baru (max. 1,0) od palivového čerpadla ke vstřikovacímu, t.j. 50 - 100 kPa. Na přepadu z regulátoru tlaku to bude méně.
A průtok? Jestli generátor umí výkon 45 kVA, musí mít motor výkon alespoň 60 kW, to by odpovídalo při střední zátěži spotřebě přes 12 litrů za hodinu (motor centrály průměrně bere 0,45 - 0,5 litru nafty na kilowatthodinu vyrobené a odebrané energie, takže při plné zátěži za hodinu si klidně 22 litrů nafty vezme).
Čili řekněme maximální průtok by neměl přesáhnout 24 litrů/hodinu, t.j. 0,4 litru za minutu nebo 6,7 mililitrů/s. Při malém zatížení poteče přepadem téměř vše, co pumpa přitlačila, při plném vytížení centrály by přepadat nemělo pokud možno nic.

[Hill]

No, je to diesel, tak 0,5 baru (max. 1,0) od palivového čerpadla ke vstřikovacímu, t.j. 50 - 100 kPa. Na přepadu z regulátoru tlaku to bude méně.
A průtok? Jestli generátor umí výkon 45 kVA, musí mít motor výkon alespoň 60 kW, to by odpovídalo při střední zátěži spotřebě přes 12 litrů za hodinu (motor centrály průměrně bere 0,45 - 0,5 litru nafty na kilowatthodinu vyrobené a odebrané energie, takže při plné zátěži za hodinu si klidně 22 litrů nafty vezme).
Čili řekněme maximální průtok by neměl přesáhnout 24 litrů/hodinu, t.j. 0,4 litru za minutu nebo 6,7 mililitrů/s. Při malém zatížení poteče přepadem téměř vše, co pumpa přitlačila, při plném vytížení centrály by přepadat nemělo pokud možno nic.

[kulikus]

Díky za čísla. Vemu je na zřetel.

[EKKAR]

Jen pro porovnání údaje z palubního počítače 10 roků starýho benzínovýho auta - kubatura 1390cm³, výkon 63kW při 5000RPM, nejvyšší krouťák 132Nm/3800RPM, palivo BA95 - na úplnej volnoběh ohřátej na cca 80°C má spotřebu 0,6l/h, pouhý sepnutí klimatizace má za následek zvýšení spotřeby na 0,9l/h - a to se udává, že kompresůrek klimy odebírá přibližně 4-5kW mechanickýho příkonu.
Na IV. rychlostní stupeň s tímhle motorem má auto při 5000RPM rychlost přibližně 130km/h a okamžitá spotřeba v tý chvíli v naprostý pohodě atakuje hodnotu 15 litrů/100km neboli přibližně 19,5 litrů na hodinu běhu (teď počítám okamžik využívání oblasti maximálního výkonu, ne maximální rychlosti na rychloběžnej V. rychlostní stupeň - tam se jedná o reálnou rychlost 171-172km/h, ale otáčky už na těch 5000 nevylezou).
A to se jedná o moderní, 16 ventilovej elektronikou řízenej 4-válec, bez turba a bez jakejchkoliv plynule regulovatelnejch pomůcek řídících průtok plynů ať sáním, nebo vejfukem nebo kontrolujících úhel otevření ventilů, osazenej běžným třícestným katalyzátorem se dvěma lambdama a nepřímým vstřikem paliva.

[EKKAR]

Jen pro porovnání údaje z palubního počítače 10 roků starýho benzínovýho auta - kubatura 1390cm³, výkon 63kW při 5000RPM, nejvyšší krouťák 132Nm/3800RPM, palivo BA95 - na úplnej volnoběh ohřátej na cca 80°C má spotřebu 0,6l/h, pouhý sepnutí klimatizace má za následek zvýšení spotřeby na 0,9l/h - a to se udává, že kompresůrek klimy odebírá přibližně 4-5kW mechanickýho příkonu.
Na IV. rychlostní stupeň s tímhle motorem má auto při 5000RPM rychlost přibližně 130km/h a okamžitá spotřeba v tý chvíli v naprostý pohodě atakuje hodnotu 15 litrů/100km neboli přibližně 19,5 litrů na hodinu běhu (teď počítám okamžik využívání oblasti maximálního výkonu, ne maximální rychlosti na rychloběžnej V. rychlostní stupeň - tam se jedná o reálnou rychlost 171-172km/h, ale otáčky už na těch 5000 nevylezou).
A to se jedná o moderní, 16 ventilovej elektronikou řízenej 4-válec, bez turba a bez jakejchkoliv plynule regulovatelnejch pomůcek řídících průtok plynů ať sáním, nebo vejfukem nebo kontrolujících úhel otevření ventilů, osazenej běžným třícestným katalyzátorem se dvěma lambdama a nepřímým vstřikem paliva.

[sis2]

Hille, ten údaj hodinové spotřeby na odebranou kWh energie je zajímavý!
Když bych vzal v úvahu pro osobní auto třeba 0,4 litru nafty na 1 kWh odebrané energie, tak se dá při 5 litrové spotřebě/100 km/h odvodit spotřebovaných 12,5 kWh energie?... tzn při odhadnutých 50% mechanických atd. ztrátách je to 25 kW výkonu, co musí dávat motor a při uvažování účinnosti turbo-dieselu cca 35 % je to zhruba 71,5 kWh energie, která se musí získat spálením 5 litrů nafty? A pak to znamená celkové ztráty 59 kWh, které se odvedou (hlavně ve formě tepla) a jen těch 12,5 kWh se účelně využije... Je potřeba v této rozvaze některé číslo výrazně upravit?