Способ определения массы осадка в роторе центробежного маслоочистителя Советский патент 1984 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к диагностированию автотракторных двигателей внутреннего сгорания, содержащих центробежный маслоочиститель, а конкретнее к безразборной проверке массы осадка в роторе центробежного мйслоочистителя при техническом обслуживании.

Известны способы определения .массы осадка в роторе центробежного маслоочистителя, согласно которым освобождают крьшку очистителя и устанавливают на нее первичньй преобразователь fl.J.

К недостаткам известных способов следует отнести высокую трудоемкость проверки, обусловленную значительным объемом разборочно-сборочных операций (снятие-установка гайки, крышки центрифуги, ротора), необходимо определенное время на слив остатков масла из центрифуги, а также низкая точность диагноза вследствие неполного слива масла из ротора при взвешивании, влияния на результат измерения вариации собственного веса чистого ротора, измерение только части веса ротора для центробежных маслоочистителей с наклонно расположенными осями, значительные потери на трение в самом первичном преобразователе-приборе КИ-9912.

Известны способы определения массы осадка в роторе центробежного маслоочистителя, включенного в масляную систему двигателя, согласнокоторым освобождают крышку очистителя, устанавливают на нее первичный преобразователь, проводят измерение контролируемого показателя с помощью преобразователя, а массу осадка определяют сравнением результата измерения с аналогичным показателем для чистого ротора Г2,

Такой способ повьшает точность взвешивания за счет уменьшения потерь на трение в самом устройстве, однако, в целом точность указанного способа невысока. В качестве основных причин можно выделить следующие При взвешивании ротора в его периферийных частях остается определенное количество моторного масла,оцениваемого как осадокi при наклонном расположении оси ротора учитывается только вертикальная его составляющая (часть веса, действующая на опорные поверхности оси - горизонтальная составляющая веса - не учитывается при взвешивании) , возрастание силы трения в подшипниках ось ротора-ротор по мере вытекания на него масла при неработающем двигателе, что искажает результаты измерения.

Цель изобретения - повьш1ение точности определения массы осадка в роторе центробежного маслоочистителя двигателя внутреннего сгорания, включенного в масляную систему

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения массы осадка в роторе центробежного маслоочистителя, включенного в масляную систему двигателя, заключающемуся в том, что освобождают крышку очистителя, устанавливают на нее первичный преобразователь, проводят измерения контролируемого показателя с помощью преобразователя, а массу осадка определяют сравнением результата измерения с аналогичным показателем для чистого ротора, измерения проводят на двух скоростных режимах работы двигателя обеспечивающих заданный перепад давления масла в системе, а в качестве контролируемого показателя принимают изменение подъемной силы ротора.

На чертеже показана схема маслоочистителя, реализующая предлагаемый способ.

Маслоочиститель содержит гайку 1 крьш1ки центрифуги, ротор 2 с верхней 3 и нижней 4 стенками. Ротор 2 опирается на подшипник 5, а осадок 6 размещается по периферии ротора 2 Первичный преобразователь 7, например измеритель перемещения, размещается на крьш1ке ротора, например на гайке 1, и опирается на ротор 2.

При осуществлении способа освобождают крьш1ку, отворачивая гайку 1 Тогда у ротора 2 появляется возможность перемещения вдоль оси.

Технологически способ осуществляют следующим образом.

Снимают гайку 1 крьпики центрифуги устанавливают на ее место первичный преобразователь 7 так, чтобы чувствительный злемент последнего упирался в ротор 2. Запускают и, при необходимости, прогревают двигатель до температуры масла не ниже . Изменяя частоту вращения коленчатого вала, устанавливают два /значения давления масла в главной масляной м гистрали, отличающиеся друг от друг на 0,10 Ша (1 кг/см), Определяют преобразователем 7 изменение подъем ной силы, по которой судят о массе его осадка, сравнивая полученное значение с расчетной величиной для чистого ротора. Рекомендуемый диапазон изменения давления, равный 0,10 МПа, установлен из следующих соображений. Чем больше разность задаваемых значений тем значительней изм нение подъемной силы и точней диагноз. Для новых двигателей максимальный перепад давления составляет 0,250,35 МПа.Однако при износе сопряжений масляного насоса, увеличения зазоров в подшипниках коленчатого вала реально достижимый перепад дав лений находится в пределах 0,100,20 МПа. Таким образом, для новых и изношенных двигателей практически достижимый перепад давления составляет 0,10 МПа. В качестве первичных преобразова телей могут использоваться, например, серийные датчики силы, например типа ЛХ-143, ЛХ-144. Технико-экономическая эффективность способа определения массы осадка в роторе центрифуги получеI на за счет повышения точности оценк по существующей для этого случая методике. При существующей 5%-ной относительной погрещности измерения издержки, обусловленные необоснован ной разборкой ротора (ошибка 1 рода и пропуском отказавшего элемента (ошибка 2 рода) с учетом удельных эксплуатационных затрат, составляет по одному маслоочистителю 3,77 руб/тыс.ч. Расчет аналогичной величины при достигаемой 3%-ой относительной погрешности диагностиро вания составляет 3,76 руб/тыс.ч. Таким образом, эффективность внедрения предлагаемого способа на пред приятии с парком 100 машин составляет 1,00 руб/тыс.ч. С учетом возможности оценки качества масла по данному параметру эффективность способа еще более возрастает. Обоснование осуществимости способа можно провести следующим образом. Известно, что давление масла в роторе центрифуги, воздействуя на разные по площади верхнюю - 3 и нижнюю - 4 стенки, обусловливает по 4 ение силы, направленной вверх оси ротора (подъемной силы),неодимой для разгрузки нижнего рного подшипника 5. Для чистого ора подъемная сила максимальна пределяется по формуле РчЛ Р. - подъемная сила чистого ротора; Рц - давление масла в чистом ротореJ 4f - разность площадей верхнего и нижнего подшипников; GP - вес ротора. Аналогично, подъемная сила роа с осадком 6 равна f -Gpподъемная сила ротора с осадкомi P(j - давление масла в роторе заполненном осадком/ GQQ - вес осадка. зменение подъемной силы по заполнения ротора осадком сосяет(VPocHf c ри заполнении ротора осадком ьшается площадь проходного ния ротора и соответственно njiт давление масла в нем. Ис- ьзуя уравнение Бернулли, по- - плотность масла; Ч - расход масла через ротор Рц и F - площадь проходного сечения чистого ротора и ротора, заполненного осадком. Используя соотношение (1) и учиая , что &.(, И - высота внутренней поверхти ротора. Окончательно получаем F.,f, ,, (2 Зависимость (2) свидетельствует что подъемная сила ротора более ин формативный параметр, чем масса ег осадка, поскольку увеличение на условную единицу массы осадка приводит в (1-нК) раз большему увеличению разности подъемных сил. Коэф фициент К вычисляют на основе известных конструктивных параметров конкретного типоразмера центрифуги. Дальнейшему повьппению точности диагноза способствует определение разности подъемных сил ротора при изменении скоростного режима двигателя . При этом устраняются следующие недостатки, свойственные 5 прототипу. На достоверность результата не оказывает влияние вариация собственного веса чистого ротора, поскольку вес ротора одинаково влияет на подъемную силу на одном и другом задаваемых режимах и при определении ее изменения (разности) взаимоисключается. По той же причине на точности определения массы осадка в роторе центрифуги не сказываются силы трения в подшипниковых узлах, что особенно важно для роторов с наклонной осью вращения. В данном случае отсутствует необходимость удаления масла из полости ротора и связанные с этим затраты времени и погрешность результата.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОСАДКА В РОТОРЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО МАСЛООЧИСТИТЕЛЯ, включенного в масляную систему двигателя, заключающийся в том, что освобождают крышку очистителя, устанавливают на нее первичный преобразователь, проводят измерения контролируемого показателя с помощью преобразователя, а массу осадка определяют сравнением результата измерения с аналогичным показателем для чистого ротора, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, измерения проводят на двух скоростных режимах работы двигателя, обеспечивающих заданный перепад давления масла в системе, а в качестве контролируеi мого показателя принимают изменение подъемной силы ротора. (Л о 00 4 05 4 ел