УНИВЕРСАЛЬНОЕ ИНДИКАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ УРОВНЯ МАСЛА В СМАЗОЧНОЙ СИСТЕМЕ ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2002 года по МПК F01M11/12 

Изобретение относится к конструктивным элементам смазочных систем двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано для проверки уровня моторного масла в смазочной системе двигателя.

Известны устройства для определения уровня масла в системе смазки, например устройство для определения нижнего уровня жидкости в распределительном баке по заявке Франции 2686651, МПК F 01 М 11/12, G 01 F 23/68, 1993 и устройство для измерения уровня масла в поддоне двигателя внутреннего сгорания автомобиля по заявке ФРГ 19511995, МПК F 01 М 11/12, G 01 F 23/68, G 01 F 15/08, G 01 F 23/24, 1996.

Данные устройства являются весьма сложными и дорогостоящими. Кроме того, они не обладают достаточной наглядностью и удобством представления результатов измерения при визуальном контроле водителем уровня масла в системе.

Известны указатели уровня масла в смазочной системе (масляном баке или картере) двигателя внутреннего сгорания, измерительный элемент которых представляет собой щуп (мерную линейку, рейку или стержень) с нанесенными на его поверхность метками (делениями), например "min" и "mах" (минимальный и максимальный), соответствующими двум предельно допустимым значениям уровня масла в системе. Конструктивно такие указатели уровня масла содержат также пробку (заглушку) из упругого резинотехнического материала и вытяжную рукоятку (см., например, Каталог деталей грузовых автомобилей ГАЗ-66-01 и ГАЗ-66-05. - М.: Воениздат, 1972, с. 29-30).

Отмеченные устройства являются более простыми по конструкции, но и они обладают определенными недостатками. В частности, к таким недостаткам следует отнести определенные неудобства, возникающее в связи с тем, что для измерения уровня масла в системе требуется извлечь щуп из соответствующего монтажного гнезда (отверстия) в корпусе двигателя или масляного бака, а после измерения - вновь установить его на место (во избежание выброса и потери масла при работе двигателя).

При пользовании этими устройствами возникает необходимость строгого соблюдения определенной последовательности действий при замере и должен выполняться ряд других условий.

Так, для определения уровня масла в смазочной системе при помощи щупа следует первоначально извлечь его из монтажного гнезда (отверстия), затем удалить масло с измерительной поверхности щупа, после чего вновь установить щуп в гнездо, повторно извлечь и замерить уровень масла по следу, оставленному на поверхности щупа. При этом требуется иметь дополнительный расходный материал для протирки щупа (типа ветоши), а в месте замера иметь хорошее освещение и т.п.

Все это, в конечном итоге, ведет к существенным затратам времени на выполнение операций измерения и контроля полученного результата (в среднем, по опыту, от пяти до пятнадцати секунд). Кроме того, при замерах потребуется в определенной мере обеспечить экологическую безопасность (не допускать попадания капель масла или промасленной ветоши на земную или водную поверхность, траву, масляного тумана в атмосферу и т.д.).

Известен индикатор уровня масла по заявке ФРГ 4443122, F 01 М 11/12, 1996, который имеет в своей конструкции измерительный элемент (масляный щуп), выполненный в виде мерной линейки с нанесенными на ее поверхность метками, пробку-заглушку (в виде рукоятки, к которой крепится щуп), а также защитный элемент (трубку) и подвижный сепаратор для очистки щупа от масла.

Данное устройство обладает несколько лучшими характеристиками по сравнению с другими аналогичными устройствами (щупами) с точки зрения обеспечения экологической безопасности. Но, в то же время, у него остались все те описанные выше остальные недостатки, которые присущи масляным щупам с измерительными элементами в виде мерных линеек, реек или стержней и описанных ранее.

Известен щуп для измерения уровня масла с автоматическим устройством предупредительной сигнализации по патенту США 4910495, НКИ 340-450, 1990 г. Данное устройство содержит измерительный элемент с нанесенными на его поверхность контрольными метками, пробку-заглушку, защитный элемент, источник электрического тока и светодиод, причем измерительный элемент выполнен в виде трубки из термостойкого диэлектрического материала, внутри которой помещены магнитный поплавок и два ограничителя его перемещения, и соединен одним концом с пробкой-заглушкой, ограничители перемещения магнитного поплавка установлены в соответствии с минимально и максимально допустимыми уровнями масла в смазочной системе двигателя, а напротив их в измерительном элементе монтированы два магнитоуправляемых контакта.

По своей технической сути указанное устройство является универсальным индикаторным устройством для проверки уровня масла в смазочной системе двигателя и наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности общих признаков (прототипом).

Устройство позволяет автоматически получать информацию о недостаточном или избыточном уровне масла в системе при загорании лампочки (светодиода) предупредительной (аварийной) сигнализации на приборном щитке в кабине водителя (или в другом месте), а также измерять уровень традиционным способом (по масляному следу на измерительном элементе с контрольными метками).

Однако данное устройство также имеет определенные недостатки.

Во-первых, устройство не является полностью автономным.

Судя по описанию и чертежам прототипа, электрическая цепь предупредительной (аварийной) сигнализации устройства соединена с цепью питания электрооборудования машины и ее источником тока (аккумуляторной батареей) через массу. В случае, когда аккумуляторная батарея снята с машины (при некоторых видах ремонта, во время ее подзарядки, контроля уровня электролита и т.п.) или когда электрическая цепь разорвана по какой-либо другой причине (например, обрыв электропроводов, идущих к аккумуляторной батарее, или отсоединение батареи от массы выключателем массы), автоматическая сигнализация не будет работать.

Использовать устройство можно будет только для измерения уровня масла традиционным способом (по следу). Однако для этого потребуется предварительно отсоединить электрические контакты (вынуть контактную вилку из разъема, размещенного в верхней части пробки-заглушки), затрачивая дополнительное время.

Во-вторых, извлечение универсального устройства-щупа указанной конструкции из монтажного гнезда картера будет несколько затруднено. Это обусловлено тем, что при возможном загрязнении маслом верхней части гладкой внешней цилиндрической поверхности измерительного элемента она будет проскальзывать при захвате рукой. Следует учесть здесь и то, что монтажное гнездо и измерительный элемент должны быть герметично сопряжены (для предотвращения выброса масла из картера под давлением), а значит, для извлечения измерительного элемента потребуется значительное усилие.

Кроме того, в конструкции прототипа не предусмотрена какая-либо предварительная очистка измерительного элемента от масла при снятии показаний вручную (по контрольным меткам).

Таким образом, устройство, принятое за прототип, не является автономным и компактным по конструкции, не обеспечивает достаточного удобства извлечения измерительного элемента из монтажного гнезда и является не полностью экологически безопасным.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение эффективности применения устройства за счет обеспечения автономности его работы, компактности размещения элементов конструкции, удобства пользования, а также снижения вероятности загрязнения окружающей среды.

Решение указанной технической задачи достигается тем, что устройство для проверки уровня масла в смазочной системе двигателя, которое содержит измерительный элемент с нанесенными на его поверхность контрольными метками, а элемент выполнен в виде трубки из термостойкого диэлектрического материала, внутри которой помещены магнитный поплавок и два ограничителя его перемещения, и соединен одним концом с пробкой-заглушкой, защитный элемент, источник электрического тока и светодиод, ограничители перемещения магнитного поплавка установлены в соответствии с минимально и максимально допустимыми уровнями масла в смазочной системе, напротив которых в измерительном элементе монтированы два магнитоуправляемых контакта, дополнительно содержит подпружиненную нажимную кнопку с контактным замыкателем и подвижный сепаратор для очистки масла. Нажимная кнопка с контактным замыкателем, источник света и светодиод размещены в верхней части пробки-заглушки, а на ее боковой поверхности монтирована вытяжная петля. Светодиод выполнен в форме тора, расположен вокруг нажимной кнопки и содержит светоотражательный элемент полусферической формы в поперечном сечении. Магнитоуправляемые контакты соединены между собой, источник электрического тока подсоединен через светодиод к одному магнитоуправляемому контакту, а через контактный замыкатель нажимной кнопки - к другому, при этом в верхней части измерительного элемента выполнены газопропускные отверстия.

Для обеспечения большей длительности наблюдения за полученным результатом контроля уровня масла в смазочной системе на поверхность светоотражательного элемента нанесен люминофорный состав.

Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид устройства. На фиг. 2 показано размещение отдельных элементов устройства (светодиода, источника тока, подпружиненной нажимной кнопки с контактным замыкателем и др.) в пробке-заглушке. На фиг.3 - размещение магнитоуправляемых контактов и ограничителей перемещения магнитного поплавка в измерительном элементе. На фиг.4 - принципиальная электрическая схема устройства.

Универсальное измерительное устройство содержит измерительный элемент 1, пробку-заглушку 2, защитный элемент 3 и сепаратор 4 для очистки внешней поверхности измерительного элемента 1 от масла.

Измерительный элемент 1 выполнен в виде термостойкой трубки из диэлектрического материала, на внешней поверхности которой нанесены контрольные метки 5, например "mах"и "min", или мерные деления. Внутри измерительного элемента 1 помещен магнитный поплавок 6 и установлены два ограничителя его перемещения - верхний 7 и нижний 8, а напротив ограничителей 7 и 8 монтированы два магнитоуправляемых контакта 9 и 10. Одним (верхним) концом измерительный элемент 1 крепится к нижней части пробки-заглушки 2, а другой (нижний) его конец - открыт, что позволяет моторному маслу 11 попадать из картера двигателя (масляного бака) внутрь трубки.

В верхней части измерительного элемента 1 выполнены газопропускные отверстия 12 для обеспечения равенства давления газов как во внутреннем канале (полости) элемента 1, так и в картере двигателя.

Магнитный поплавок 6 может иметь цилиндрическую или любую другую симметричную форму и в зависимости от уровня масла 11 в картере двигателя (в масляном баке) может передвигаться во внутренней полости элемента 1 (т.е. в трубке) в пределах верхнего 7 и нижнего 8 ограничителей.

Ограничители 7 и 8 перемещения магнитного поплавка установлены в трубке таким образом, чтобы положение поплавка 6 при касании им ограничителей соответствовало минимально и максимально допустимым уровням масла в смазочной системе. Магнитоуправляемые контакты 9 и 10 монтированы в измерительном элементе 1 напротив ограничителей 7 и 8.

Устройство дополнительно содержит подпружиненную нажимную кнопку 13 с контактным замыкателем 14, источник 15 электрического тока и светодиод 16, которые размещены в верхней части пробки-заглушки 2. Источник 15 электрического тока может быть выполнен в виде миниатюрной литиевой батарейки или аккумулятора плоской цилиндрической формы. В нерабочем положении кнопка 13 под действием пружины отжата, и контакты замыкателя 14 разомкнуты.

Источник 15 тока подключен к одному магнитоуправляемому контакту, например контакту 9, через светодиод 16. К другому магнитоуправляемому контакту 10 источник 15 тока подключен через контактный замыкатель 14 нажимной кнопки 13. Между собой магнитоуправляемые контакты 9 и 10 соединены напрямую. В обычном состоянии (при нормальном уровне масла в смазочной системе) указанные контакты в сети замкнуты.

Пробка-заглушка 2 выполняется, как правило, из упругого диэлектрического, например резинотехнического, материала и монтируется в защитном элементе 3.

Защитный элемент 3 устанавливается в монтажном гнезде корпуса двигателя (масляного бака) между пробкой-заглушкой 2 и корпусом 17 двигателя (бака). Вместе с ним размещается подвижный сепаратор 4, который служит для очистки внешней поверхности измерительного элемента 1 от моторного масла.

Для удобства пользования устройством светодиод 16 выполнен в форме тора и располагается вокруг нажимной кнопки 13. При этом светодиод 16 содержит светоотражательный элемент 18 полусферической формы в поперечном сечении.

Для удобства извлечения устройства из монтажного гнезда корпуса 16 двигателя (масляного бака) в верхней части пробки-заглушки 2 на ее боковой поверхности монтирована вытяжная петля 19.

Для обеспечения большей длительности наблюдения за полученным результатом контроля уровня масла в системе смазки на поверхность светоотражательного элемента 18 может быть нанесен слой 20 люминофора (люминофорный состав).

Устройство работает следующим образом.

Для проверки уровня масла в смазочной системе водитель нажимает кнопку 13. При этом замыкаются контакты замыкателя 14, и электрический ток от источника 15 тока через магнитоуправляемые контакты 11 и 10 подается на светодиод 17.

При нормальном уровне масла в смазочной системе магнитный поплавок 6, находящийся внутри измерительного элемента 1, занимает положение между двумя магнитоуправляемыми контактами 10 и 11, которые замкнуты и подсоединены к сети. Ток через них подается на светодиод 16, свечение которого свидетельствует о нормальном уровне масла в системе.

При снижении (повышении) уровня моторного масла сверх допустимой величины магнитный поплавок б размещается напротив одного из магнитоуправляемых контактов 9 или 10 и вызывает его срабатывание. Электрическая цепь размыкается, и ток не поступает на светодиод 16. Отсутствие свечения светодиода свидетельствует о недопустимом уровне масла в системе или о неисправности устройства.

При необходимости реальный (текущий) уровень масла в смазочной системе может быть определен традиционным способом.

Для этого измерительный элемент 1 с помощью вытяжной петли 19 и(или) пробки-заглушки 2 извлекают из монтажного гнезда корпуса 17 двигателя (масляного бака), первоначально оставив сепаратор 4 внутри защитного элемента 3. При этом внешняя поверхность элемента 1 с нанесенными на нее метками очищается от моторного масла для последующего получения достоверных результатов измерения его уровня. Затем элемент 1 вновь устанавливается в монтажное гнездо и повторно извлекается. При этом одновременно с ним извлекается и сепаратор 4. По следу, оставленному маслом на внешней поверхности элемента 1, и меткам определяют текущий уровень масла в масляной системе и его соответствие допустимым значениям. После измерений устройство вновь устанавливают в гнездо.

Аналогичным образом контроль уровня масла может быть осуществлен и в случав, когда по каким-либо причинам (обрыв в электрической цепи, отказ одного из магнитоуправляемых контактов, сильный разряд источника тока и т.п.) нельзя воспользоваться индикаторным способом контроля.

Заявленное устройство обладает рядом преимуществ по сравнению с прототипом и аналогами.

Устройство универсально, компактно, автономно, удобно для извлечения из монтажного гнезда картера двигателя и пользования, а также весьма эффективно в условиях недостаточного освещения, например в ночное время.

Кроме того, конструкция устройства позволяет обеспечить необходимый уровень защиты от попадания моторного масла в атмосферу и на различные поверхности. Это достигается за счет того, что контроль уровня масла производится без извлечения устройства из монтажного гнезда, где оно располагается, а также за счет наличия в конструкции защитного элемента и сепаратора для очистки от масла.

При оперативном (быстром) контроле уровня масла в смазочной системе не требуется извлекать устройство из монтажного гнезда. И в то же время, в экстремальных случаях, конструкция позволяет произвести контроль уровня масла традиционным способом (с помощью контрольных меток).

Конструкция заявленного устройства достаточно проста в производстве и может быть реализована с использованием существующих технологий.

Изобретение направлено на повышение эффективности применения устройства за счет обеспечения автономности его работы, компактности размещения элементов конструкции, удобства пользования, а также снижения вероятности загрязнения окружающей среды. Устройство содержит измерительный элемент с нанесенными на его поверхность контрольными метками, который выполнен в виде трубки из термостойкого диэлектрического материала, внутри которой помещены магнитный поплавок и два ограничителя его перемещения, и соединен одним концом с пробкой-заглушкой, защитный элемент, источник электрического тока и светодиод, причем ограничители перемещения магнитного поплавка установлены в соответствии с минимально и максимально допустимыми уровнями масла в смазочной системе, а напротив них в измерительном элементе монтированы два магнитоуправляемых контакта. Устройство также содержит подпружиненную нажимную кнопку с контактным замыкателем и подвижный сепаратор для очистки масла. Нажимная кнопка с контактным замыкателем, источник света и светодиод размещены в верхней части пробки-заглушки, а на ее боковой поверхности монтирована вытяжная петля. Светодиод выполнен в форме тора, расположен вокруг нажимной кнопки и содержит светоотражательный элемент полусферической формы в поперечном сечении. Магнитоуправляемые контакты соединены между собой, источник электрического тока подсоединен через светодиод к одному магнитоуправляемому контакту, а через контактный замыкатель нажимной кнопки - к другому, в верхней части измерительного элемента выполнены газопропускные отверстия. На поверхность светоотражательного элемента может быть нанесен люминофорный состав. 4 ил.

1. Универсальное индикаторное устройство для проверки уровня масла в смазочной системе двигателя, содержащее измерительный элемент с нанесенными на его поверхность контрольными метками, элемент выполнен в виде трубки из термостойкого диэлектрического материала, внутри которой помещены магнитный поплавок и два ограничителя его перемещения, и соединен одним концом с пробкой-заглушкой, защитный элемент, источник электрического тока и светодиод, ограничители перемещения магнитного поплавка установлены в соответствии с минимально и максимально допустимыми уровнями масла в смазочной системе, а напротив них в измерительном элементе монтированы два магнитоуправляемых контакта, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит подпружиненную нажимную кнопку с контактным замыкателем и подвижный сепаратор для очистки масла, нажимная кнопка с контактным замыкателем, источник света и светодиод размещены в верхней части пробки-заглушки, а на ее боковой поверхности монтирована вытяжная петля, светодиод выполнен в форме тора, расположен вокруг нажимной кнопки и содержит светоотражательный элемент полусферической формы в поперечном сечении, магнитоуправляемые контакты соединены между собой, источник электрического тока подсоединен через светодиод к одному магнитоуправляемому контакту, а через контактный замыкатель нажимной кнопки - к другому, в верхней части измерительного элемента выполнены газопропускные отверстия. 2. Универсальное индикаторное устройство по п.1, отличающееся тем, что на поверхность светоотражательного элемента нанесен люминофорный состав.