Устройство для диагностирования системы смазки двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить точность диагностирования системы смазки. Устр-во состоит из медно-графитовых щеток 1, распределительного вала 2, коленчатого вала 3, которые установлены на подшипниках 4 скольжения и.отделены масляной пленкой 5 от массы двигателя. Система .включает высокоомные резисторы 6,18,20, генератор 7 переменного тока, резистор 8, у-ли 9,11, конденсаторы 10,12, интегратор 13, состоящий из диода 14, накопительного конденсатора 15 и резистора 16, у-ль 17, потенциометрический датчик 19 давления масла, терморезисторньй датчик 21 т-ры масла, управляющий элемент 22, потенциометр 23, терморезистор 24. Двухполярный компенсатор 31 постоянного тока выполнен в виде фоторезисторного оптрона 32 и мостовой cxeNfbi постоянного тока. На деталях двигателя всегда возникает электростатический потениснал того или иного знака,что создает смещение у-ля 9, которое поступает на вход компенсатора 31. В результате баланс мостовой схемы нарушается, на ее выходе формируется определенный сигнал, которьш подается через щетки 1 на подвижные детали двигателя и компенсирует появивщийся электростатический уровень до нуля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ,„ - 5. 7 . В f |вш& 4 IsD СО СО to 00 Z7 37

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.,SU„„1423928 511 4 G 01 М 15/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4123012/25-06 (22) 24,09.86 (46) 15,09,88. Вюл. Ф 34 (75) Н.Л.Егин (53) 621.43-15(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1390519, кл. G 01 М 15/00,28. 01.86. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

СИСТЕМЫ СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить точность диагностирования системы смазки. Устр-во состоит из медно-графитовых щеток 1, распределительного вала 2, коленчатого вала 3, которые установлены на подшипниках 4 скольжения и отделены масляной пленкой 5 от массы двигателя. Система .включает высокоомные резисторы 6,18,20, генератор 7 переменного тока, резистор 8, у-ли 9, 11, конденсаторы 10, 12, интегратор 13, состоящий из диода 14, на= копительного конденсатора 15 и резистора 16, у-ль 17, потенциометрический датчик 19 давления масла, терморезисторный датчик 21 т-ры масла, управляющий элемент 22, потенциометр

23, терморезистор 24. Двухполярный компенсатор 31 постоянного тока вьг полнен в виде фоторезисторного оптрона 32 и мостовой схемы постоянного тока. На деталях двигателя всегда возникает электростатический потенциал того или иного знака,что создает смещение у-ля 9, которое поступает на вход компенсатора 31. В результате баланс мостовой схемы нарушается, на ß ее выходе формируется определенный сигнал, который подается через щетки 1 на подвижные детали двигателя и компенсирует появившийся электроста- С тический уровень до нуля. 1 з ° п. ф-лы, 1 ил.

5 + Ic B

I423928

Изобретение относится к области эксплуатации двигателей внутреннего сгорания и .может быть использовано для диагностирования их системы смаз- ки.

Цель изобретения — повышение точ яости диагностирования.

На чертеже представлена схема уст° ° ойства. 10

Устройство состоит из медно-графи,овых щеток 1, контактирующих с рас пределительным валом 2 и коленчатым валом 3 двигателя, которые установле ны на подшипниках 4 скольжения и от- 15 делены масляной пленкой 5 от массы двигателя. Щетки 1 подключены через высокоомный резистор 6 к выходу генератора 7 переменного тока, который создает гармонические колебания час- 20 тотой в несколько десятков килогерц.

Щетки 1 также подключены через резистор 8 к входу первого усилителя 9 по стоянного тока. Второй вход усилителя 9 подключен к массе, а между вхо- 25, дами параллельно подключен конденса. тор 1IO. Щетки 1 подключены к первому входу второго усилителя 11 перемен ного тока последовательно через кон-! денсатор 12, а второй вход усилите- 30

:ля 11 подключен к массе. Выход усилителя 11 подключен к интегратору 13, который состоит из диода 14, накопительного конденсатора 15 и резистора 16. Выход интегратора 13 подключен35 к инвертирующему входу дифференциального усилителя 17 постоянного тока, который подключен к источнику тока через делитель, образованный резистором 18 и потенциометрическим датчи- 40 ком 19 давления масла. Неинвертирую- щий вход усилителя 17 подключен к источнику тока через делитель, образованный резистором 20 и терморе. зисторным датчиком 21температуры мас-45 ла. Выход усилителя 17 подключен к управляющему элементу 22, например тиристору, и через потенциометр 23 регулирования глубины отрицательной обратной связи - к инвертирующему входу, а через термореэйстор 24 регулирования глубины положительной обратной связи — к неинвертирующему входу усилителя 17. Управляющий элемент 22 подключен к источнику тока и через регистрирующий элемент, выполненный в виде амперметра 25, подключен к исполнительному элементу, например к обмотке 26 соленоида, сердечник 27 которого кинематически связан с заслонкой 28 подачи топлива в двигатель.

Выход первого преобразующего элемента усилителя 9 подключен к источнику тока через потенциометр 29 и ограничивающий ток резистор 30 и к входу двухполярного компенсатора 31 постоянного тока, который выполнен на фоторезисторном оптроне 32, включенном в мостовую схему 33 постоянного тока. Фоторезисторный оптрон 32 содержит электролампу 34, один вывод которой соединен с массой, а другой подключен к выходу усилителя 9 и .фоторезистор 35, включенный в мостовую схему 33 постоянного тока. Мостовая схема 33 постоянного тока содержит два точных резистора 36> 37 и потенциометр 38.Одна ее диагональ подключена к двухполярному стабилизированному источнику постоянного тока -12 В, а другая диагональ подключена между массой двигателя и кулачковым и коленчатым валами двигателя через щетки 1, Устройство работает следующим образом.

При.нормальном режиме работы двигателя (нагрузка не более допустимой), при нормальной работе системы смазки (температура масла 80-90 С, давление масла 2-4 атм, масло не загрязненное) и при допустимом износе сопряженных деталей между ними на" ходится максимальный слой масляной пленки 5, который обладает низкой токопроводностью, поэтому на вход усилителя 11 переменного тока с вход— ных делителей, образованных высокоомным резистором 6 и масляными пленками 5 между подвижными деталями двигателя и его массой, поступает максимальный уровень переменного напряжения с генератора 7 переменного тока. При этом на вход усилителя 11 переменного тока сигнал поступает через последовательно установленный конденсатор 12, который пропускает только переменное напряжение сигнала и задерживает уровни постоянных напряжений, которые образуются на деталях в результате электризации смаз- ки. Таким образом, помехи электро" статического электричества на вход усилителя 11 не поступают н не влияют на контроль системы смазки, что повышает его точность. С выхода усиз 142392 лителя 11 сигнал поступает на интегратор 13, где выпрямляется диодом 14 и выделяется накопительным конденсатором 15 на резисторе 16 в виде уровня напряжения, пропорционального средней величине масляных пленок 5 на деталях двигателя. С интегратора 13 указанный уровень напряжения поступает на инвертирующий вход усилителя 17, который на выходе создает отрицательное смещение, закрывающее управляющий тиристорный элемент 22.

Поэтому через обмотку 26 соленоида ток не протекает, регистрирующий эле- 15 мент в виде амперметра 25 не фиксирует нарушений в работе системы смазки, сердечник ?7 под действием пружины максимально выдвинут и дроссельная заслонка 28 максимально открыта, не ограничивает обороты и нагрузку двигателя.

При любых отклонениях от нормального режима работы двигателя, нарушениях работы системы смазки, при по- 25 вьппенных износах деталей или снижении качества масла, толщина масляных пленок 5 между деталями снижается вплоть э до отдельных моментов сухого трения, поэтому средний уровень напряжения на Зо интеграторе 13, пропорциональный средней величине масляных пленок 5, также снижается. На инвертирующий вход усилителя 17 поступает меньший сигнал, который дополнительно снижается делителем, состоящим из резистора 18 и датчика, если давление масла понизилось, и делителем, состоящим из резистора 20 и датчика, если температура масла повысилась.Это происходит пото- 4 му, что в указанных случаях сопротивление терморезисторного датчика 21 и потенциометрического датчика 19 уменьшается. Все это ведет к увеличению положительного смещения на выJ ходе усилителя 17, который открывает тиристорный.управляющий элемент. 22, и через последний и амперметр 25, ток, . пропорциональный нарушениям в работе системы смазки, протекает в обмотку 26 соленоида. Сердечник 27 втягивается и прикрывает заслонку 28 на необходимую величину. Обороты и нагрузка двигателя снижаются до безопасной величины. Так же происходит ограничение оборотов двигателя при его работе в условиях низких температур, когда сопротивление датчика 21 увеличивается и на неинвертирующий

8 4 вход усилителя 17 с делителя, обра"зованного резистором 20 и датчиком 21, :-:oo-:óïàåò повышенный уровень напряжения. С целью стабилизации работы усилитель 17 охвачен отрицательной обратной связью, глубина которой регулируется потенциометром 23 при калибровке устройства.

Во всех указанных режимах работы двигателя происходит электризация слоев масляной пленки 5, и между кулачковым валом 2, коленчатым валом 3 и подшипниками 4 образуются электростатические заряды, которые могут достигать нескольких десятков вольт и создавать электростатический износ деталей двигателя.

Появление электростатического потенциала на указанных деталях может иметь произвольную полярность, которая зависит от направления и скорости вращения, свойств масла и т.д и которая выявляется усилителем 9 на ранних стадиях. В случае образования на подвижных деталях двигателя положительного потенциала он поступает через резистор 8 на вход усилителя 9 и заряжает конденсатор 10, включенный параллельно входам усилителя 9. При этом переменная сос" тавляющая сигнала, которая поступает с входных делителей, образованных высокоомным резистором 6 и масляными пленками 5, с генератора 7 переменного тока на вход усилителя 9 не поступает, так как замыкается через конденсатор 10 на массу, Таким образом, на работу усилителя 9 переменный сигнал не влияет, что увеличивает точность выявления электростатических помех на ранних стадиях возникновения, Положительный входной потенциал создает на выходе усилителя 9 положительное смещение, которое поступает на вход двухполярного компенсатора 31 постоянного тока, а именно на вход фотореэисторного оптрона 32 в цепь электролампы 34. Начальный уровень тока через электролампу 34 задан потенциометром 29 от источника тока через ограничивающий резистор 30. Положительное смещение с выхода усилителя 9 увеличивает ток через электролампу

34 фоторезисторного оптрона 32, что приводит к уменьшению сопротивления фоторезистора 35 и нарушению баланса мостовой схемы 33 постоянТираж 847

ВНИИПИ Заказ 4683/47

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 5 l 4239 ного тока. Поскольку сопротивление фоторезистора 35 уменьшилось, то на вЬ|ходе моста от двухполярного источника тока формируется отрицательный !

5 уровень, который подается через щет кй 1 на подвижные детали двигателя и компенсирует положительный электрос атический уровень до нуля. Тогда с тнал с выхода усилителя 9 также ра- lg в н нулю и ток электролампы 34 опред ляется лишь начальным уровнем, зад нным потенциометром 29 для состоян я баланса мостовой схемы 33 постоя ного тока, которое калибруется пот нциометром 38 при настройке устр йства, На выходе сбалансированного м ста присутствует нулевой уровень, и устройство находится в устойчивом с стоянии до момента образования на д талях нового электростатического и тенциала.

В случае образования на подвижных д талях двигателя отрицательного пот нциала он поступает на вход усили- 25 т я 9 через резистор 8, заряжая конд нсатор iO и создавая на выходе усил теля 9 отрицательное смещение,кот рое уменьшает ток через электрол мпу 34. Освещенность фоторезисто- 8р р 35 снижается, что приводит к увел,чению его сопротивления и нарушению б ланса мостовой схемы 33 постоянного т ка. Теперь на выходе двухполярного к мпенсатора формируется положительн уровень, который подается через щ тки 1 на вращающиеся валы 2 и 3 д игателя и компенсирует отрицательн электростатический. уровень до нуI л . Тогда ток через электролампу 34 уфеличивается до начального уровня; освещенность фоторезистора 35 также увеличивается до состояния баланса мостовой схемы 33 постоянного тока, которое устойчиво сохраняется до мо- 45 мента появления на валах 2 и 3 новоr<) электростатического потенциала.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает контроль состояния системы смазки с высокой точностью благодаря устранению влияния помех электростатических потенциалов и электростатического износа деталей двигателя.

55 формула изобретения

1. Устройство для диагностирования системы смазки двигателя .внутреннего сгорания включающее стабилизированньпх источник тока, измерительные, регистрирующий, управляющий тиристорньп и исполнительный элементы, первый усилитель постоянного тока, второй усилитель тока, третий дифференциальный усилитель постоянного тока, интегратор, конденсаторы и резисторы, причем входы первого и второго усилителей подключены к коленчатому и распределительному валам и массе двигателя, выходы — к источнику тока, а интегратор подключен к соединенным между собой измерительным элементам и третьему усилителю, подключенному к последовательно соединенным управляющему тиристорному, регистрирующему и исполнительному элементам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит двухполярный компенсатор постоянного тока и генератор переменного тока, а второй усилитель выполнен в виде усилителя переменного тока, подключенного к интегратору, причем вход компенсатора подключен к выходу первого усилителя, а выходы— к коленчатому, распределительному валам и массе, генератор переменного тока подключен к массе и через резистор — к коленчатому и распределительному валам, вход первого усилителя подключен к коленчатому и распределительному валам последовательно через резистор и параллельно через конденсатор, связанный с массой, а вход второго усилителя подключен к коленчатому и распределительному валам через конденсатор последовательно.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ. е е с я тем, что двухполярный компенсатор постоянного тока выполнен в виде фоторезисторного оптрона и мостовой схемы постоянного тока, причем оптрон вкгпочен в мостовую схему, одна диагональ которой подключена к источнику тока, а другая— к коленчатому, распределительному валам и массе двигателя, а вход оптрона подключен к выходу первого усилителя,