Устройство контроля наличия воды в топливной системе двигателя внутреннего сгорания и датчик для устройства контроля (варианты)

 

Использование: системы автоматического управления и диагностики дизельных и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: устройство контроля наличия воды в топливной системе двигателя внутреннего сгорания содержит электронную схему, включающую источник измерительного сигнала, усилитель-преобразователь и подключенный к электронной схеме датчик, параметр которого изменяется в зависимости от электрической характеристики топлива. Устройство отличается тем, что датчик закреплен на пробке, закрывающей сливное отверстие емкости с топливом, причем, по меньшей мере, один вывод датчика пропущен через отверстие в пробке, залитое герметиком. Возможно использование в устройстве емкостного или индуктивного датчика. 3 с.п. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления и диагностики дизельных и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания.

Известна система защиты топливной аппаратуры дизеля, содержащая устройство контроля наличия воды в топливе, выполненное в виде двух генераторов частоты, двух емкостных и двух индуктивных датчиков, и усилительно-преобразовательной схеме [1] Устройство позволяет сравнивать диэлектрическую проницаемость топлива, протекающего в топливопроводе, и эталонного топлива.

Данная система является сложной, так как для сравнения требуется емкость с эталонным топливом, дополнительный генератор частоты и два датчика. При этом чувствительность устройства контроля остается невысокой, так как топливо исследуется через стенки топливопровода.

Известна также система контроля содержания воды в дизельном топливе, включающая генератор высокой частоты, подключенный к резонансной цепи, состоящей из катушки индуктивности и емкостного датчика, и усилительно-преобразовательное устройство, подключенное к датчику [2] Недостатком такого технического решения является то, что датчик необходимо включать в систему топливоподачи таким образом, чтобы обеспечить протекание через него исследуемого топлива. Это приводит к необходимости внесения конструктивных изменений в систему топливоподачи и к увеличению ее гидравлического сопротивления.

Индуктивный и емкостной датчики, известные из описанных выше устройств, выполнены в виде отдельных конструктивных узлов, которые необходимо закреплять на двигателе.

Задачей предлагаемой группы изобретений является создание надежного, технологичного в изготовлении и легко устанавливаемого на двигатель устройства контроля наличия воды в топливе.

Поставленная задача решается путем того, что в устройстве контроля наличия воды в топливной системе двигателя внутреннего сгорания, содержащем электронную схему, включающую источник измерительного сигнала и усилитель-преобразователь, и подключенный к электронной схеме датчик, параметр которого изменяется в зависимости от электрической характеристики топлива, датчик закреплен на пробке, закрывающей сливное отверстие емкости с топливом, причем, по меньшей мере, один вывод датчика пропущен через отверстие в пробке, залитое герметиком. Источник измерительного сигнала может быть выполнен в виде автогенератора, элементом которого является датчик, при этом выход автогенератора через усилитель-преобразователь подключен к сигнализатору наличия воды или к устройству автоматического слива воды.

Датчик может быть закреплен на пробке, закрывающей сливное отверстие топливного бака, или на пробке, закрывающей сливное отверстие топливного фильтра.

Поставленная задача решается также путем того, что в емкостном датчике для устройства контроля наличия воды в топливной системе двигателя, содержащем обкладки, между которыми образован зазор, одна из обкладок закреплена на проводящем стержне, пропущенном через отверстие в пробке для емкости с топливом, залитое герметиком, а вторая обкладка образована торцевой поверхностью упомянутой пробки, причем поверхность первой обкладки и выступающая из отверстия в пробке часть проводящего стержня покрыта диэлектрическим материалом.

Аналогично решается поставленная задача с помощью индуктивного датчика для устройства контроля наличия воды в топливной системе двигателя, обмотка которого также закреплена на пробке для топливной емкости, при этом один или оба вывода обмотки пропущены через отверстие в пробке, залитое герметиком. Обмотка может быть размещена на магнитопроводе, закрепленном на торцевой поверхности пробки.

Размещение датчиков в емкостях с топливом дает возможность своевременно установить факт наличия воды в топливе и принять соответствующие меры. Выполнение предлагаемых датчиков в виде единых конструктивных узлов со сливными пробками позволяет использовать устройство контроля с любой штатной системой топливоподачи без ее конструктивной доработки.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства контроля; на фиг. 2 конструкция емкостного датчика для устройства контроля; на фиг. 3 - конструкция индуктивного датчика.

Предлагаемое устройство содержит электрическую схему, включающую автогенератор 1, емкостной или индуктивный датчик 2, с помощью которого задается выходная частота генератора 1, усилитель-преобразователь, включающий последовательно соединенные резонансный усилитель 3 и пороговую схему 4, и сигнализатор 5 наличия воды. К выходу пороговой схемы 4 может быть также подключено исполнительное устройство 6 автоматического слива воды из топливной емкости.

Емкостной датчик (фиг. 2) содержит обкладку 7, выполненную в виде пластины, закрепленной на проводящем стержне 8. Последний пропущен через осевое отверстие в пробке, имеющей резьбу 9. Осевое отверстие в пробке после размещения в нем стержня 8 заливают герметиком 10 (пластмассой), что позволяет электрически изолировать стержень 8 от металлической пробки. Поверхность пластины 7 и выступающую из отверстия в пробке часть стержня 8 также изолируют с помощью слоя 12 пластмассы. Обкладку 7 емкостного датчика подключают к электронной схеме с помощью проводника 13. Вторая обкладка емкостного датчика образована торцевой поверхностью 14 пробки, электрически соединенной с массой двигателя.

Индуктивный датчик (фиг. 3) также закреплен на пробке, имеющей резьбу 9. Датчик выполнен в виде обмотки 15, размещенной на ферритовом кольце 16. Один вывод 17 обмотки пропущен через осевое отверстие в пробке, залитое пластмассой 18. Наружная часть 19 пластмассового изолятора закрывает торцевую поверхность 14 пробки. Кольцо 16 в вертикальном положении приклеено к наружной части 19 пластмассового изолятора 18. Другой вывод 20 обмотки 15 может быть или пропущен вместе с первым через отверстие в пробке (двухпроводная схема), или соединен непосредственно с поверхностью пробки и, следовательно, с массой двигателя. Возможно также выполнение датчика в виде катушки индуктивности, не содержащей магнитопровода (на черт. не показано).

В зависимости от конкретных характеристик датчика возможны различные варианты выполнения автогенератора 1. В частности, в качестве блока 1 может быть использован LC-автогенератор с индуктивным элементом в виде обмотки 15, или с конденсатором, имеющим обкладки 7 и 14.

Устройство работает следующим образом.

Одну из пробок, изображенных на фиг. 2, 3, вместо штатной сливной пробки вворачивают либо в топливный бак, либо в топливный фильтр. Возможна также установка датчика в какую-либо другую емкость с топливом, имеющуюся в системе топливоподачи. Выводы датчика подключают к схеме автогенератора, выходная частота которого зависит соответственно от емкости конденсатора, образованного обкладками датчика, или от добротности контура (на черт. не показан), в который включена обмотка датчика. То есть, датчик является элементом, с помощью которого задают частоту колебаний автогенератора 1. Емкость датчика, изображенного на фиг. 2, является функцией диэлектрической проницаемости топлива, находящегося между обкладками 7 и 14. Добротность контура в которой включена обмотка 18, зависит от электропроводности топлива. Соответственно, диэлектрическая проницаемость и электропроводность топлива зависят от наличия в нем воды.

Электронная схема настраивается таким образом, что при наличии воды выходная частота автогенератора 1 отклоняется от рабочей частоты подключенного к его выходу резонансного усилителя 3. В результате напряжение на выходе резонансного усилителя 3 резко падает и срабатывает пороговая схема 4, подключая к источнику питания сигнализатор 5 или устройство 6 автоматического слива воды.

Формула изобретения

1. Устройство контроля наличия воды в топливной системе двигателя внутреннего сгорания, содержащее электронную схему, включающую источник измерительного сигнала и усилитель-преобразователь и подключенный к электронной схеме датчик, параметр которого изменяется в зависимости от электрической характеристики топлива, отличающееся тем, что датчик закреплен на пробке, закрывающей сливное отверстие емкости с топливом, причем по меньшей мере один вывод датчика пропущен через отверстие в пробке, залитое герметиком.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник измерительного сигнала выполнен в виде автогенератора, элементом которого является датчик, причем выход автогенератора через усилитель-преобразователь подключен к сигнализатору наличия воды или к устройству автоматического слива воды.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что датчик закреплен на пробке, закрывающей сливное отверстие топливного бака.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что датчик закреплен на пробке, закрывающей сливное отверстие топливного фильтра.

5. Емкостный датчик для устройства контроля наличия воды в топливной системе двигателя, содержащий обкладки, между которыми образован зазор, отличающийся тем, что первая обкладка выполнена в виде металлической пластины, закрепленной на проводящем стержне, пропущенном через отверстие в пробке для емкости с топливом, залитое герметиком, а вторая обкладка образована торцевой поверхностью упомянутой пробки, при этом поверхность первой обкладки и выступающая из отверстия в пробке часть проводящего стержня покрыты диэлектрическим материалом.

6. Индуктивный датчик для устройства контроля наличия воды в топливной системе двигателя, содержащий обмотку, отличающийся тем, что последняя закреплена на пробке для топливной емкости, при этом один или оба вывода обмотки пропущены через отверстие в пробке, залитое герметиком.

7. Датчик по п. 6, отличающийся тем, что обмотка размещена на магнитопроводе, закрепленном на торцевой поверхности пробки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3