Устройство для контроля смазки коленчатогоВАлА пОРшНЕВОгО дВигАТЕля ВНуТРЕННЕгО СгОРАНия Советский патент 1981 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к устройствам для контроля смазки коленчатого вала поршневого двигателя внутреннег Сгоранпл.

Известны устройства для контроля смазки коленчатого вала поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащие два контакта, потенциомётрическую цепь и первый и второй узлы детектора, причем один контакт связан с колр нчатым валом двигателя и через потенциометрическую цепь соединен с другим контактом, связанным с блоком двигателя, а второй . узел детектора включен параллельно первому, выполненному в виде первого детектора среднего значения напряжения, при этом второй узел детектора .выполнен в виде второго детектора среднего значения напряжения и перiBoro порогового дискриминатора, включенного на выходе второго детектора среднего значения fl.

С помощью данных устройств можно контролировать общее состояние проверяемого двигателя, такая система может использоваться при диагнозировании причин возможных неисправностей двигателя, однако она не вьщает

на выход количественных данных, по которым могло бы производиться точное определение или расчет степени эффективности смазки двигателя; единственное количественное показание получается при этом от усредняющего вольттвтра. А количественные показания такого вида были бы полезны для решеН1 я вопроса о возможности продолжения работы двигателя без вывода его из строя, а также при проведении экспериментальных изменений с целью усовершенствования конструкции системы смазки двигателя. Предлагаемое изобретение направлено на создание устройства для контроля смазки двигателя внутреннего сгорания, которое могло бы выдавать непосредственные количественные показания либо в виде электрических сигналов, либо в виде читаемых сигналов на устройстве отображения, характеризующие эффективность смазки двигателя.

Цель изобретения -создание устройства, позволяющего проводить количественную оценку состояния системы смазки двигателя внутреннего сгорания. Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержи третий узел детектора, включенньой па раллельно первому узлу и выполненный в виде третьего детектора среднего значения напряжения и второго -порого вого дискриминатора, имеющего порого вый уровень, отличный от порогового уровня первого порогового дискриминатора.: . Первый пороговый дискриминатор вы полнен с двумя пороговыми уровнями и содержит переключатель уровней. В устройство включен электрический фильтр, размещенный между цепью потенциометра и узлами детекторов. На фиг. 1 да:на схема, иллюстрирующая поршневой двигатель внутреннего сгорания, снабженный системой контроля его смазки, включающий предлагаемое устройство; на фиг. Я диа грамма, иллюстрирующая форму сигналов на нагрузочном резисторе; на фиг. 3 - то же, на втором узле детектора; на фиг. .4 - то же, в треть ем узле детектора. На фиг. 1 схематично показан поршневой двигатель 1 внутреннего сгорания четырехтактного типа, имею щий четыре цилиндра, установленный для проверки на испытательном стенде и соединенный с тормозным устрой ством. Двигатель 1 содержит коленча тый вал 2 с коренными, подшипниками и шатунным подшипником 4., Конец ко ленчатого вала 2 соединен с контрольным тормозом или динамометром 5 Сопряжение коленчатого вала 2 с вало контрольного тормоза 5 должно быть выполнено таким образом, чтобы двиг тель и тормоз были электрически из лированы друг от друга . Для этого между соединительными фланцами може быть введен диск 6 (фиг. 1) из изоляционного материала, а соединение этих фланцев между собой может осуществляться с- помощью болтов с изоляционными втулками (не показаны на фиг. 1). На удаленном от контрол ного тормоза 5 конце на коленчатый вал2 одет шкив 7, в центре внешней поверхности которого, являющейся поверхностью,.направленной во внешнюю от двигателя сторону, имеется выемка или паз, в которую запрессован шарик 8, имеющий постоянное соприкосновение с контактом 9, выполн ным из угля или какого-нибудь друго го электропроводящего материала, контакт 9 прижимается к шарику 8 с помощью пружины 10, изолированной о двигателя. Второй фиксированный контакт 11 соединяется с блоком 12 цилиндров двигателя 1, в показанном примере второй фиксиррваиный контак прикрепляется к маслосборнику 13. Между контактами 9 и 11 включена цепь потенциометра 14, содержащая -батарею или другой источник 15 элек рического тока, который предпочтительно должен быть стабилизированным источником питания, включаемым между контактами 9 и 11 через выключатель 16 и точный нагрузочный резистор 17. Кроме того, между контактами 9 и 11, т.е. параллельно цепи потенциометра 14, включена группа из трех узлов детекторов, соединенных между собой параллельно. Первый из этих- узлов содержит первый детектор 18 среднего значения напряжения (милливольтметр), второй узел содержит первый пороговый дискриминатор 19, выход которого подается на второй детектор 20 среднего значения, а третий узел содержит второй пороговый дискриминатор 21, выход которого подается на третий детектор 22 среднего значения напряжения. Дискриминаторы 19 и 21 состоят из пороговых схем известного типа, выходы которых представляют собой сигналы логического уровня 1 или О, в зависимости от того превосходят ли сигналы на их входах заданный критический пороговый уровень, или они меньше этого уровня. В предлагаемом устройстве пороговое напряжение дискриминатора 19 устанавливается на более высоком уровне, чем пороговое напряжение в цепи дискриминатора 21, причем последнее устанавливается на величине, немного превосходящей нуль. Работа контрольного устройства происходит следующим образом. Детектор 18 отмечает снижение напряжения на нагрузочном резисторе 17, батарее 15 и выключателе 16 потенциометрической цепи 14, этот сигнал показан в виде кривой 23, вычерченной в зависимости от времени t на фиг. 2, штриховая линия 24 показывает среднюю величину сигнала, соответствующую величине, показываемой детектором 18, а нулевая линия обозначена индексом 25. Если показание детектора 18 меньше заданного значения, в том случае, когда напряжение на зажимах потендиометрической цепи 14 мало, и, следовательно, ток, протекающий через нее больше, это свидетельствует о том, что сопротивление всей цепи, включающей пленку смазочного масла, которая должна располагаться между коленчатым валом 2 и блоком дви-гатёля в коренном подшипнике 3, мало, что означает малую толщину смазочных каналов и, следовательно, недостаточность смазки. Если же,наоборот, среднее напряжение, показываемое детектором 18 больше указанного порогового значения, это означает, что смазка подается хорошо. На фиг. 3 показана форма сигналов, вырабатываемых вторым узлом детектора, которые вычерчены также в зависимости от времени t. Кривая 26 на

фиг. 3 представляет собой входной сигнал этого узла,причем этот сигнал является тем же самым сигналом 23, который рассматривался ранее, и представляет собой мгновенное значение напряжения на цепи потенциометра 14. Входной сигнал подается в дискриминатор 19, критический порог которого показан штриховой линией 27 ни ; фиг. 3. Нулевая линия обозначена индексом 28. На выходе дискриминатора 19 вырабатывается сигнал 29, логический нулевой- уровень которюго показан на фиг, 3 индексом 30. Логический О на выходе вырабатывается при сигнале 26, превышающем критическое пороговое значение 27, а логическая 1 на выходе вырабатывается, когда сигнал 26 находится ниже укао нной критической величины. Длительность импульсов логического уровня единицы сигнала 29, таким образом, зависит от соотношения общего времени, в течение которого сигнал 26 находится ниже критического порогового значения дискриминатора 19. Таким образом, среднее значение сигнала 29 отображает это соотношение. Это среднее значение вырабатывается детектором 20, на который поступает выходной сигнал дискриминатора 19, являясь прибором среднего значения, он дает показания, отображающие соотношение общего времени, в течение которого сигнал 26 имеет меньшую величину, чем критическое пороговое значение 27. Это пороговое значение определяется экспериментально как величина, ниже которой известно, что смазка недостаточна, и эта величина различается в двигателях различного типа. Поэтому узел второго детектора выдает прямое показание указывающее на удовлетворительную смазку двигателя или ее недостаточность. Необходимо, однако, для каждого типа двигателя определять экспериментально соотношение времени, в течение которого сигнал должен оставаться выше критического порога, ниже этого порогового соотношения эффективность смазки двигателя более недопустима.

Фиг. 4 представляет собой диагргиу му сигналов, возникающих в третьем узле детектора, .вычерченную в зависимости от времени t. Как и ранее, входной сигнал 31 идентичен сигналу 23, отображаю вему мгновенное э;1ачение падения напряжения на потенциометрической цепи 14. Этот сигнал 31 . подается на дискриминатор 21, порог 32 которого устанавливается на достаточно низком уровне, показанном .штриховой линией на фчг. 4, вблизи нуля, а собственно нулевой уровень; показан на фиг. 4 линией 33. Дискриминатор 21 вырабатывает выходной логический сигнал 34,нулевой уровен

которого обозначен индексом 35, сигнал 34 находится на логическом нулевом уровне, когда сигнал 31 превышает порог 32 и находится на уровне логической единицы, когда сигнал 31 лежит ниже порога 32. Таким образом, длительность импульсов логического уровня единицы в сигнгиле 34 отображает соотношение общего времени, в течение которого уровень сигнала 31 находится ниже критического значения.

0 Как и выше, среднее значение сигнала 34 может быть использовано поэтому для представления соотношения общего времени, в течение которого уровень сигнала 31 находится ниже

5 порога 32. Для этой цели выходной сигнал дискриминатора 21 подается на детектор 22 среднего значения, выдающий при этом непосредственное показание, отображающее соотношение вре0мени, в течение которого сигнал 34 находитсяниже критического значения 32. Эта критическая величина определяется экспериментально и, таким образом, при снижении сигн.ала 31 ниже этой величины совершенно ясно, что

5 смазка недостаточна, что может иметь место, например, при повреждении одного из смазочных каналов, либо при значительной блокировке в смазочном тракте, вызванной, например по0паданием в него стружки.

Для точной работы предлагаемого контрольного устройства, в котором сигналы напряжения, подаваемые в детекторные узлы, обратно пропорцио5нальны току, протекающему в цепи потенциометра и по каналам смазки, рекомендуется выбирать величину -сопротивления нагрузочного резистора 17 потенциометрической цепи значи0тельно большей сопротивления остальной части цепи, включая смазочные каналы, таким образом, что в рабочей с власти поведение этих цепей будет , линейным в такой степени , в какой это практически возможно.

5

Предлагаемое устройство может быть улучшено в случае; когда механизм передачи привода коленчатого вала вычюлнен на шестернях, путем введения фильтра 36, показанного штриховой

0 линией на фиг 1 установка фильтра 36 полезна, когда сигнал напряжения на потенциометре 14 содержит колебательную составляющую, возникающую среди прочих причин, так же из-за ра5боты передаточных шестерен. При над лежащей настройке фильтра 36 колебательные составляющие, возникающие из-за передаточных шестерен, могут быть удалены либо выделены из ос0тальной части сигнала для анализа работй этих передаточных шестерен, а также и-х валов и подшипников. Вместо использования двух независимых цепей дискриминаторов 19 и 21 возмож5но использование одного дискриминатора имеющего два отдельных порога, соответствующие порогам дискриминаторов 19 и 21. Путем последовательного переключения порога этого дискриминатора из одного положения во второе появляется возможность получения двух последовательных отсчетов соотношения времени, в течение которого сигнал от потенциометрической цепи имеет меньшую величину, чем значения каждого из указан ных порогов. Формула изобретения 1. Устройство для контроля смазки коленчатого вала поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащее два контакта, потенциометрическую цепь и первый и второй узлы детекто ра, причем, один контакт связан с коленчатым валом двигателя и через потенциометрическую цепь соединен с другим контактом, связанным с блоко двигателя, а второй узел детектора включен параллельно первому, выполненному в виде первого детектора ср него значения напряжения, при этом

Риг.7 второй узел детектора выполнен В виде второго детектора среднего значения напряжения и первого порогового дискриминатора, включенного на выходе второго детектора среднего значения, отличающее с я тем,что,с целью количественной оценки,оно допол.нительно содержит третий узел детектора, включе.нный параллельно первому узлу и выполненный в виде третьего детектора среднего значения напряжения и втОрого порогового дискриминатора, имеюmeio пороговый уровень, отличный от порогового уровня первого порогового дискриминатора. . 2.Устройство ПОП.1, ОТЛИчающееся тем, что первый пороговый дискриминатор выполней с двумя пороговыми уровнями и содержит переключатель уровней. 3.Устройство по ПП.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с к тем, что в устройство включен электрический фильтр, размещенный между цепью потенциометра и узлами детекторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СССР № 520943, кл. G 01 F 23/24, 1976.

/ 5 30 п А г /

/5 7

5// Ji п / /

(PiJt.if

JJ