Устройство для измерения толщины масляной пленки в цилиндре двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК G01M15/00 

со

01

сд

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при испытаниях двигателей внутреннего сгорания для исследования маслораспределения в цилиндре.

Цель изобретения - повышение точности измерения толщины масляной пленки.

На чертеже представлена -общая схема устйройства.

Устройство выполнено на базе одноцивий передачи максимального света люминесценции масла. При этом ветвь 11 световода плохо пропускает отраженный возбуждающий ультрафиолетовый свет и играет роль дополнительного фильтра, снижающего паразитный сигнал, вызванный нескре- щенностью возбуждающего и запирающего светофильтров.

Диаметр рабочей поверхности фотокатода фотоумножителя 13 должен составлять

линдрового двигателя внутреннего сгорания Ю 8-12 мм для получения максимального и содержит гильзу 1 цилиндра диаметром электрического сигнала от света люминесценции масла.

Теплозащитный светофильтр 7, срезающий длинноволновую часть излучения ртутляной пленки за счет снижения паразитного сигнала вследствие лучщей скрещен- ности возбуждающего светофильтра 8 и запирающего светофильтра 12. Коэффициент про150 мм, порщень 2 с порщневым кольцом 3, прозрачный элемент 4, выполненный, например, из оргстекла и установленный в стенке

гильзы 1 цилиндра, ультрафиолетовый излу- 15 но-кварцевой лампы 5, предназначен для по- чатель 5, в качестве которого использова-вышения точности измерений толщины масна ртутно-кварцевая лампа, линза 6, теплозащитный сине-зеленый светофильтр 7, возбуждающий ультрафиолетовый светофильтр 8, световод 9, который с одной стороны

контактирует с прозрачным элементом 4, а с 20 пускания светофильтра 7 в области длин другой стороны раздвоен - одна ветвь волн 700-780 нм составляет 8-16%. 10 контактирует с возбуждающим свето-Для повышения точности измерения толфильтром 8, вторая ветвь И контактиру- щины масляного слоя на диске 16 имеется ет с запирающим желтым светофильтром 12.120 радиальных прорезей, равномерно расУстановка имеет также фотоумножитель 13, 25 пределенных по окружности (через три по- заключенный в металлический кожух 14,ворота коленчатого вала). При этом для

удобства чтения осциллограммы две диаметрально противоположные прорези, соответствующие положениям порщня в верхней и нижней мертвых точках, имеют ширину 0,75 30 и 2,5 мм соответственно, а остальные прорези имеют ширину 1,5 мм.

усилитель 15, диск 16, насаженный на коленчатый вал двигателя (не показан), датчик 17 положения поршня (выполненный, например, в виде фотоэлектрического датчика), запоминающий осциллограф 18.

При этом для исключения влияния кривизны внутренней поверхности диаметр прозрачного элемента 4 выбран из условия

DM, (0,01-0,03) D,., где D - диаметр прозрачного элемента;

Устройство работает следующим образом.

Порщень 2 с кольцом 3 совершает возвратно-поступательное движение в гильзе 1. Излучение ртутно-кварцевой лампы 5 проDii - диаметр цилиндра двигателя внут- 35 ходит через фокусирующую линзу 6, тепло- реннего сгорания, составляющий защитный светофильтр 7 и возбуждающий

светофильтр 8. При этом теплозащитный сине-зеленый светофильтр 7 резко снижает интенсивность видимой длинноволновой и ближней инфракрасной частей излучения ртутно-кварцевой лампы. Возбуждающий ультрафиолетовый светофильтр 8 выделяет

3 мм.

Внутренняя поверхность прозрачного элемента .обработана совместно с рабочей поверхностью гильзы 1 цилиндра, а наружная поверхность прозрачного элемента выполнена плоской и полированной.

Для удобства регулирования и уменьшения влияния несоосности прозрачного элемента и световода световой диаметр свеиз указанного излучения длинноволновую ультрафиолетовую и коротковолновую видимую части, представляющие собой возтовода 9 в месте контакта с прозрач- 45 буждающее излучение. Возбуждающее излуным элементом 4 равен 1,1 -1,2 от диаметра прозрачного элемента. Световой диаметр ветви 10 световода 9 составляет 0,3- 0,5 от светового диаметра ветви 11 и равен 1,4-1,5 мм исходя из условий передачение по ветви 10 световода 9 попадает на прозрачный элемент 4 и масляный слой на внутренней поверхности гильзы 1 цилиндра, возбуждая в нем люминесценцию. При этом потери возбуждающего свечи необходимой силы света и минималь- 50 та минимальны вследствие того, что ветвь

вий передачи максимального света люминесценции масла. При этом ветвь 11 световода плохо пропускает отраженный возбуждающий ультрафиолетовый свет и играет роль дополнительного фильтра, снижающего паразитный сигнал, вызванный нескре- щенностью возбуждающего и запирающего светофильтров.

Диаметр рабочей поверхности фотокатода фотоумножителя 13 должен составлять

8-12 мм для получения максимального электрического сигнала от света люминесценции масла.

щий длинноволновую часть излучения ртут но-кварцевой лампы 5, предназначен для по- вышения точности измерений толщины масляной пленки за счет снижения паразитного сигнала вследствие лучщей скрещен- ности возбуждающего светофильтра 8 и запирающего светофильтра 12. Коэффициент проно-кварцевой лампы 5, предназначен для по- вышения точности измерений толщины маспускания светофильтра 7 в области длин волн 700-780 нм составляет 8-16%. Для повышения точности измерения толиз указанного излучения длинноволновую ультрафиолетовую и коротковолновую видимую части, представляющие собой воз буждающее излучение. Возбуждающее излучение по ветви 10 световода 9 попадает на прозрачный элемент 4 и масляный слой на внутренней поверхности гильзы 1 цилиндра, возбуждая в нем люминесценцию. При этом потери возбуждающего све

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для повышения точности измерения толщины масляной пленки в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. В стенке гильзы 1 цилиндра установлен прозрачный элемент 4, связанный двумя ветвями световода соответственно последовательно с ультрафиолетовым светофильтром 8, теплозащитным светофильтром 7, линзой 6, ультрафиолетовым излучателем 5 и запирающим желтым светофильтром 12 и фотоумножителем 13, который электрически связан с усилителем 15 и осциллографом 18, связанным с датчиком 17 положения поршня. 1 ил.

ных потерь сигнала от масляной пленки. Эта ветвь световода предназначена для передачи ультрафиолетового и синего света высокой интенсивности и поэтому изготовлена из кварцевого стекла. Вторая ветвь 11 све10 световода 9 изготовлена из кварцевого стекла, а между плоской торцовой поверхностью световода 9 и плоской наружной поверхностью прозрачного элемента 4 отсутствует воздущный зазор. Так как дитовода 9 предназначена для передачи света55 аметр прозрачного элемента 4 составляет

люминесценции масла и поэтому выполнена0,01-0,03 от диаметра гильзы 1 цилиндра,

из обычного стекла. Световой диаметр вет-то влияние кривизны внутренней поверхносви 11 равен 3,4-3,6 мм исходя из уело-ти прозрачного элемента на силу света.

10 световода 9 изготовлена из кварцевого стекла, а между плоской торцовой поверхностью световода 9 и плоской наружной поверхностью прозрачного элемента 4 отсутствует воздущный зазор. Так как ди аметр прозрачного элемента 4 составляет

люминесценции пренебрежимо мало. Свет люминесценции масла вместе с отраженным возбуждающим светом попадает в прозрачный элемент 4 и далее в ветвь 1Г световода 9. Превышение светового диаметра световода 9 над диаметром прозрачного элемента 4 в 1,1 -1,2 раза обуславливает нечувствительность установки к несоосности прозрачного элемента и световода, а также минимальную величину потерь света люминесценции при переходе из прозрачного элемента 4 в световод 9. Причем вследствие различия в световых диаметрах ветвей 10 и 11 световода 9 около 80% свет люминесценции масла на выходе из

10

отличаются друг от друга и от остальных импульсов по ширине вследствие различия в ширине соответствующих им прорезей диска.

Используя данные осциллограммы, по та- рировочному графику определяют толщину масляной пленки в микро.метрах.

Формула изобретения

фиолетовый свет и одновременно хорошо пропускает свет люми несценции. Более полное отделение света люминесценции от отраженУстройство для измерения толшины масляной пленки в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, содержащее гильзу цилиндра с отверстием, поршень,, прозрачный прозрачного элемента попадает в ветвь 11. 5 элемент, ультрафиолетовый излучатель, лин- При этом указанная ветвь световода ин- зу, фотоумножитель, усилитель, осцил.по- тенсивно поглощает отраженный ультра-граф, световод, возбуждающий и запирающий светофильтры и датчик положения поршня, причем прозрачный элемент

..размещен в отверстии в гильзе цилиндного возбуждающего света происходит в за- 20 ра и связан световодом с фотоумножите- пирающем желтом светофильтре 12. Далее лем через запирающий светофильтр, фотосвет люминесценции падает на катод фото- умножитель последовательно электрически умножителя 13 и вызывает в последнем связан с усилителем и с осциллографом, изменение анодного напряжения, пропорцио- связанным также с датчиком положения пор- нального толщине масляной пленки. При 25 шня, отличающееся тем, что, с целью поэтом происходит полное использование света вышения точности, устройство содержит теп- люминесценции вследствие того, что диаметр лозащитный светофильтр, установленный рабочей поверхности фотокатода фотоумно- между линзой и возбуждающим светофильт- жителя 13 составляет 10 мм. Сигнал фото- ром, световод выполнен в виде двух ветвей, умножения 13 поступает на усилитель 15 соответственно связывающих прозрачный и затем на запоминающий осциллограф 18. 30 элемент с возбуждающим и запирающим Параллельно на экране осциллографа проис- светофильтрами, причем световой диаметр

первой ветви равен 0,3-0,5 светового диаметра второй ветви, общий световой диаметр световода в месте его контакта с прозрачным элементом составляет 1,1 -1,2 16 вращается совместно с коленчатым ва- 35 диаметра последнего, диаметр которого в лом двигателя. Импульсы положений порщ- свою очередь составляет 0,01-0,03 диамет- ня в верхней и нижней мертвых точках ра гильзы цилиндра.

ходит запись импульсов, поступающих от датчика 17 положения поршня, связанного с диском 16, через каждые 3° поворота коленчатого вала двигателя. При этом диск

отличаются друг от друга и от остальных импульсов по ширине вследствие различия в ширине соответствующих им прорезей диска.

Используя данные осциллограммы, по та- рировочному графику определяют толщину масляной пленки в микро.метрах.

10

Формула изобретения