Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

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)

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

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?

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

Díky. Vyhovovat by mohlo jeho DWF. Ale je to celé za 20k. A něco levnějšího?

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

Kraftstoffmomentanverbrauchsanzeige . A jak pořešíš přepad od vstřiků ?

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.

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.

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

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.

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

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.

Díky za čísla. Vemu je na zřetel.

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.

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?