СПОСОБ ТОЧНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК G01M15/04 

Изобретение относится к области двигателестроения, а точнее к диагностике, испытаниям и техническому обслуживанию (ТО) двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Транспортным средствам с ДВС требуется периодическое ТО для обеспечения их надежной и безопасной эксплуатации, в процессе которой они и в особенности их двигатели подвергаются большим нагрузкам: происходит износ трущихся частей, уменьшаются эксплуатационные показатели технических жидкостей и дополнительных компонентов, которые подлежат периодическому осмотру, ремонту и (или) замене.

Регламент ТО это в первую очередь рекомендации инженеров завода-изготовителя транспортного средства по составу работ, направленных на сохранение надежности автомобиля и, что самое главное, на безопасность жизни водителя и пассажиров, а также уменьшение расхода топлива и смазочных материалов, снижение уровня загрязнения окружающей среды. Периодичность, регламент и порядок проведения ТО указываются в сервисной книжке, которая является одним из обязательных документов к любому транспортному средству.

Детальный перечень регламентных работ в отношении ДВС включает:

- замена фильтра тонкой очистки топлива;

- чистка шлангов системы вентиляции картера;

- чистка пламегасителя;

- замена воздушного фильтра;

- регулировка газораспределительного механизма (ГРМ);

- регулировка цепи или ремня привода ГРМ;

- регулировка количества оборотов холостого хода;

- замена масляного фильтра, масла в картере двигателя;

- замена охлаждающей жидкости;

- замена свечей зажигания;

- чистка контактных колец генератора.

В настоящее время производители автотранспортных средств (автопроизводители), учитывая уровень технического прогресса, технологию и культуру собственного производства, качество используемых материалов, а также по результатам проведенных испытаний и по опыту работы своих сервисных центров, рекомендуют производить ТО автотранспортных средств (автомобилей) по их пробегу, который снимается с показаний одометра автомобиля, или по истечении определенного времени. Данный способ выбран в качестве прототипа.

Периодичность ТО может определяться:

- временным интервалом. Например, контроль текущего состояния ремня привода генератора проводится каждые 2 года (24 месяца);

- временем и пробегом. Например, замена масла и замена масляного фильтра проводятся каждый год (по истечении 12 месяцев) или по факту 15000 км пробега;

- пробегом. Например, замена ремня привода ГРМ проводится каждые 100 тысяч километров пробега.

Данные правила были установлены в то время, когда на автомобилях не применялись тахометры, и когда наработка двигателя была пропорциональна пробегу автомобиля.

В современной жизни данная модель устарела. С появлением таких явлений современности, как городские пробки, скоростные сети автомагистралей и автобаны резко меняется соотношение оборотов двигателя и пробег автомобиля.

Для доказательства изложенного утверждения приведем пример. Три однотипных автомобиля «А», «Б» и «В» осуществляют передвижения по определенным маршрутам. Автомобиль «А» передвигается по автостраде, средняя скорость составляет 100 км/ч, при средних оборотах двигателя 3000 оборотов в минуту, время в пути занимает 2 часа в день. Автомобиль «Б» передвигается по пригороду, средняя скорость равна 60 км/ч, при средних оборотах двигателя 2500 оборотов в минуту, время в пути занимает 3 часа в день. Автомобиль «В» осуществляет поездки в городе, средняя скорость составляет 10 км/ч, при средних оборотах двигателя 1500 оборотов в минуту, время в пути занимает 4 часа в день. Всем автомобилям рекомендовано пройти техническое обслуживание через 15000 км. Расчеты показывают, что автомобиль «А» через 150 часов работы двигателя должен пройти ТО, автомобиль «Б» - через 250 часов, а автомобиль «В» - лишь через 1500 часов работы двигателя. Если предположить, что автопроизводитель определил пробег автомобилей до очередного ТО, как 15000 км исходя из его средней скорости 60 км/ч (по автомобилю «Б»), то простые подсчеты показывают, что за данное время его двигатель совершит 37,5 миллионов оборотов. В тоже время двигатель автомобиля «А» проделает 27 миллионов оборотов, а автомобиль «В» - 135 миллионов.

Расчеты приведены в таблице 1.

Таблица 1 Регламент автопроиводителя скорость (км/ч) обороты (в мин) пробег (км) время (часы) счетчик оборотов (млн оборотов) ежедневно в пути (ч) кол. поездок в месяц (шт.) плановое ТО через (мес) автомобиль "А" 100 3000 15000 150 27 2 21 3,6 автомобиль "Б" 60 2500 15000 250 37,5 3 21 4,0 автомобиль "В" 10 1500 15000 1500 135 4 21 17,9

Из расчетов таблицы 1 наглядно видно, что, выполняя рекомендации автопроизводителя по регламенту проведения ТО, автомобиль «А» будет проводить ненужные дополнительные ТО, напрасно расходуя средства владельца, а автомобиль «В» будет эксплуатироваться в изношенном состоянии, что может привести к поломке двигателя и увеличению вероятности аварии.

Пробег автомобиля, бесспорно, является фактором для ТО его ходовой части и подвески, однако ТО двигателя обуславливается другим критерием, а именно количеством оборотов вала двигателя. Только от количества оборотов вала двигателя зависит износ всех трущихся механизмов двигателя, амортизация ремней (генератора, ГРМ, помпы системы охлаждения и др.), загрязнение фильтров (топливного, масляного, воздушного, салонного), загрязнение технических жидкостей, главным из которых является моторное масло. То есть чем больше оборотов сделает двигатель, тем быстрее износятся ремни, больше накопится грязи на фильтрах и тем быстрее «сгорит» моторное масло, и при этом не зависимо от того стоит автомобиль на месте, находится в пробке или движется по автостраде.

Если взять за условие, что автомобиль «Б» эксплуатировался в условиях, приближенных к среднестатистическим, то за исследуемый период его двигатель совершил 37,5 млн оборотов. Расчеты для определения пробега испытуемых автомобилей до очередного ТО, при установке для них одинаковых показаний счетчика оборотов двигателя, как у автомобиля «Б» приведены в таблице 2.

Таблица 2 Регламент по матиматическим расчетам скорость (км/ч) обороты (в мин) пробег (км) время (часы) счетчик оборотов (млн оборотов) ежедневно в пути (ч) кол. поездок в месяц (шт.) плановое ТО через (мес) автомобиль "А" 100 3000 20833 208 37,5 2 21 5,0 автомобиль "Б" 60 2500 15000 250 37,5 3 21 4,0 автомобиль "В" 10 1500 4167 417 37,5 4 21 5,0

Математические расчеты, приведенные в таблице 2, показывают, что автомобилям «А» и «В» необходимо проходить ТО через каждые 20833 км и 4167 км соответственно, а автомобилю «Б» через 15000 км.

А по временному интервалу этим автомобилям рекомендовано проходить ТО каждые 5 месяцев, что более правдоподобно.

Надо отметить, что расчеты, приведенные в таблицах №1 и №2, не совсем корректны, так как условия для передвижения автомобилей созданы идеальные. На практике каждый автомобиль в период между сервисным обслуживанием передвигается в различных условиях, по различным дорогам, с водителем-профессионалом или начинающим и невозможно реально определить в каком состоянии двигатель автомобиля, опираясь на его пробег.

Все вышесказанное доказывает, что традиционный способ имеет существенный недостаток - невозможность точного определения сроков ТО ДВС автомобиля.

Целью предлагаемого изобретения является определение точных сроков сервисного технического обслуживание двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

Для этого по изобретению на автомобиль к его ДВС подключают устройство - счетчик, назначение которого подсчет количества оборотов вала двигателя на протяжении всей его жизни. Устройство можно устанавливать не только на вновь производимые автомобили, но и на автомобили с пробегом. Далее при реальной эксплуатации автомобиля или испытании ДВС на лабораторном стенде наблюдают за состоянием составных частей ДВС, которые указаны в детальном перечне регламентных работ в отношении ДВС и находят количество оборотов вала ДВС, снимаемое с устройства, при котором состояние каждой его отдельной составляющей части потребует прохождения ТО.

Полезным техническим результатом является появление возможности у автопроизводителей, в сервисной книжке на автотранспорт, устанавливать точный регламент сервисного обслуживания ДВС автомобиля по каждому конкретному элементу детального перечня ТО ДВС, ссылаясь на показания устройства.

Для достижения поставленной цели и реализации способа по изобретению предлагается электронное устройство, аппаратная часть которого монтируется за приборной панелью, а цифровой индикатор на приборной панели в секторе тахометра.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематически показана принципиальная блок-схема устройства.

Устройство работает следующим образом.

1) С контактов тахометра автомобиля поступающие сигналы 1 от контроллера электронной системы автомобиля параллельно поступают на аппаратный удвоитель импульсов 2.

2) В аппаратном удвоителе импульсов 2 происходит увеличение входного сигнала, что позволяет, при малых оборотах двигателя или при слабых импульсах, сократить время подсчета импульсов и уменьшить габариты счетчика.

3) В суммирующем счетчике импульсов 3 происходит сам процесс подсчета импульсов (количество оборотов двигателя), поступающих на вход через удвоитель 2. Узел имеет энергонезависимую память и при отсутствии питания может сохранять результаты измерений неограниченный период. При возобновлении питания счет количества оборотов двигателя продолжается, начиная с сохраненного значения. Счетчик не является реверсивным, что обеспечит сохранность его показаний и является защитой от злоумышленников.

4) Суммарное значение количества оборотов двигателя поступает на множитель 4, где происходит перерасчет значений в требуемую и удобную для пользователя форму. Коэффициент перерасчета при помощи переключателя 1/2 имеет две величины: 1) К₁=0,0001 и 2) К₂=0,0002, где коэффициент К₁, если поступающий сигнал от контроллера обрабатывается двоичным делителем импульса, а коэффициент К₂, если сигнал поступает на тахометр и предлагаемое устройство без преобразования. Примечание - в четырехтактных автомобильных двигателях один оборот коленчатого вала имеет два цикла, что соответствует в нашем случае двум импульсам.

5) Цифровой индикатор 5 имеет жидкокристаллические сегменты для индикации в реальном времени суммарного количество оборотов двигателя с момента установки устройства.

6) Схема контроля питания 6 обеспечивает устройство необходимым напряжением и его контроль независимо от скачков напряжения в электроцепях автомобиля при его работе.

Предлагаемый способ и устройство для его реализации позволяют более достоверно определять состояние ДВС и обоснованно определять периоды ТО для каждой конкретной составляющей ДВС, что выгодно отличает его от прототипа.

Изобретение относится к области двигателестроения, а точнее к диагностике, испытаниям и техническому обслуживанию двигателей внутреннего сгорания. Способ заключается в подключении к двигателю внутреннего сгорания автомобиля счетчика оборотов вала двигателя, с которого во время эксплуатации двигателя или его испытаний на лабораторном стенде снимается значение количества оборотов вала двигателя, сделанных к настоящему моменту. Далее при эксплуатации наблюдают за состоянием частей двигателя и в случае возникновения потребности технического обслуживания какой-либо детали двигателя связывают этот момент с количеством сделанных валом двигателя оборотов, которое показывает устройство, что позволяет в дальнейшем зная это значение достоверно определять будущие сроки технического обслуживания двигателя конкретно по каждой его составляющей. Для реализации способа предлагается устройство, состоящее из аппаратного удвоителя импульсов, на который поступают сигналы, нереверсивного суммирующего счетчика импульсов с энергонезависимой памятью, множителя для пересчета значений в требуемую и удобную величину, индикатора с жидкими кристаллами для представления результатов измерений и схемы контроля питания, обеспечивающей устройство необходимым напряжением. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

1. Способ точного определения сроков технического обслуживания двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в установке на автомобиль и подключении к его двигателю внутреннего сгорания устройства - счетчика произведенных оборотов вала двигателя и дальнейшем наблюдении за состоянием составных частей двигателя внутреннего сгорания, которые указаны в детальном перечне регламентных работ при реальной эксплуатации автомобиля или испытании двигателя на лабораторном стенде, после чего определяют количество совершенных оборотов вала двигателя, снимаемое с устройства, при котором состояние каждой его отдельной составляющей части потребует прохождения технического обслуживания.

2. Устройство для подсчета количества совершенных оборотов вала двигателя внутреннего сгорания автомобиля, содержащее аппаратный удвоитель импульсов, на который с контактов тахометра от контроллера электронной системы автомобиля параллельно поступают сигналы и в котором происходит увеличение входного сигнала, нереверсивный суммирующий счетчик импульсов с энергонезависимой памятью, в котором происходит процесс подсчета импульсов (количество оборотов вала двигателя), множитель, где происходит перерасчет значений в требуемую и удобную для пользователя форму с различными коэффициентами пересчета, цифровой индикатор, имеющий жидкокристаллические сегменты для индикации в реальном времени суммарного количества произведенных оборотов двигателя с момента установки устройства, схему контроля питания, обеспечивающую устройство необходимым напряжением и его контроль, независимо от скачков напряжения в электроцепях автомобиля при его работе.