Устройство для определения количества осадка в роторе центрифуги для очистки масла в двигателях внутреннего сгорания

 

„.Su„„015918 А

СОКИ СОВЕТСКИХ

СВЗЬФВй

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н дитсеснамм са .щтвъствм

ГОСЗЯДРСТВЕННЬй КОМИТЕТ СССР

ЛВ В% Я,(21) 3338489/28- 13 (22) 22 . 09 . 81

:(46) 02.05 ° 83. Вюл-. В 1? (72) .А.A Oòñòàâíîâ (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический. институт .(53) 66.066.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9: 574239, кл. В 04 .В 13/00; 1978.: .2.. Авторское свидетельство. СССР

В 728927, кл; -В 04 В 13/00, 1980. (54)(--57) УСТРОИСТВО:ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОЛИЧЕСТВА ОСАДКА В. РОТОРЕ ЦГНТРИ-. . ФУГИ. ДЛЯ ОЧИСТКИ MACHA В ДВИГАТЕЛЯХ

ВИУТРЕНИЕГО СГОРАНИЯ, содержащее бесконтактный датчик числа оборотов ротора, измеритель чйсла оборотов. .ротора и измеритель времени, о тл и ч .а ю щ е е с я: åì>- что,. с ..целью повышения точности, оно снаб-. жено блоком управления подачей.топлива.с кнопкой управления, бесконтектным датчиком. числа оборотов коленча-. того вала, дополнительным измери-телем числа оборотов .ротора, двумя .

::формирователями импульсов, пороговым.; элементом,. днумя элементами срав-. нения и шестью триггерами, при этом блок. управления подачей топлива через один из входов первого триггера. связан с одним из входов первого элемента сравнения, через второй триггер и кнопку управления соответствейно - с .вторым- элементом сравнения и другим входом первого элемента сравнения, к которому через последовательно соединенные первый формирователь.импульсов и третий триггер подключен бесконтактный датчик числа оборотов ротОра, выход третЬего- триггера н первого элемента сравнения подсоединенй к входам .четвертого триггера, выход последнего связан с измерителем числа оборотов ротора и другим входом первого триггера, выход первого элемента сравнения нод- Яключен lc иэМерителв времени через пятый триггер, связанный.с блоком. управления подачей топлива, дополнительным измерителем числа:оборотов рогора и-с выходом шестого триггера, при этом к входам последнего под- Ф ключены четвертый триггер и второй элемент сравнения,.связанный через последовательно соединенные второй триггер; пороговый.элемент. и второй формироватепь импульсов с бесконтакт иым .датчиком числа оборотов колен-:

;чатого вала.

Изобретение относится к техническому обслуживанию двигателей внутреннего сгорания, в частности к устройствам для определения количества осадка в роторе центрифуги для очистки масла и может быть использовано в процессе технического обслуживания автомобилей, сельскохозяйственных, дорожно-строительных и других машин, Известно устройство для контроля отложений в роторе центрифуги двигателя внутреннего сгорания содержащее ротор, выполненный из диамагнитного материала, и датчик толщины

-отложений, установленный в роторе. 15

Датчик толщины отложений выполнен в виде качающегося Г-образного рычага, одно из плеч которого снабжено магнитом. Ось качания рычага может быть расположена горизонтально, при 20 этом второе плечо рычага выполнено .в виде противовеса. Ось качания рычага может быть также расположена вертикально, а рычаг снабжен возвратной пружиной для установки плеча с магнитэм в статическом положении радиально (1 ).

Однако данное устройство характеризуется недостаточной точностью контроля отложений в роторе центри фуги .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения количества осадка в роторе центрифуги для очистки масла в двигателях внутреннего сгорания, содержащее бесКонтактный датчик числа оборотов ротора, измеритель числа оборотов ротора и измеритель времени.

С помощью этого устройства измеряют число оборотов ротора при минималь- 40 ных холостых оборотах двигателя, затем при максимальных оборотах двигателя и максимальной подаче масла и время перехода с одного режима на другой, после чего по известной 45 формуле определяют количество осадка в роторе (2 ).

Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью определения количества осадка в роторе.центрифуг, обусловленной не50 достаточными точностью измерения числа оборотов ротора, характерной для аналоговых измерительных средств и времени перехода с одного режима на другой вследствие невозможности поддержания постоянного закона процесса разгона двигателя и погрешностей в определении моментов мини мальных и максимальных оборотов двигателя.

Цель изобретения — повышение точности определения количества осадка, в роторе центрифуг.

Поставленная цель .достигается тем, что устройство для определения 65

1015918

2 количества осадка в роторе центрифуги для очистки масла в двигателях внутреннего сгорания, содерж"щее бесконтактный датчик числа оборотов ротора, измеритель числа оборотов ротора и измеритель времени, оснащено блоком управления подачей топлива с кнопкой управления, бесконтактйым датчиком числа оборотов коленчатого вала, дополнительным измерителем числа оборотов ротора, двумя формирователями импульсов, пороговым элементом, двумя элементами сравнения и шестью триггерами, при этом блок управления подачей топлива через один из входов первого триггера связан с, одним из входов первого элемента сравнения, через второй триггер и кнопку управления соответственно с вторым элементом сравнения и другим входом первого элемента сравнения, к которому через последовательно соединенные первый формирователь импульсов и третий триггер подключен бесконтактный датчик числа оборотов ротора, выход третьего триггера и первого элемента сравне ния подсоединены к входам четвертого триггера, выход последнего свя- . зан с измерителем числа оборотОв ротора и другим входом первого триггера, выход первого элемента равнения подключен к измерителю времени через пятый триггер., связанный с блоком управления подачей топлива, дополнительным измерителем числа оборотов ротора и с выходом шестого триггера, при этом ко вхоцам последнего подключены четвертый триггер и второй элемент сравнения, связанный через последовательно соединенные второй триггер, пороговый элемент и второй формирователь импульсов с бесконтактным датчиком числа оборотов коленчатого вала.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для определения количества осадка в роторе центрифуги для очистки-масла в двигателях внутреннего сгорания.

Устройство содержит бесконтактные датчики 1 и 2 числа оборотов соот ветственно ротора центрифуги и коленчатого вала, формирователи 3 и 4 импульсов, подключенные к выходам соответственно датчика 1 числа оборотов ротора центрифуги и датчика 2 числа оборотов коленчатого вала, пороговый элемент 5, вход которого соединен с выходом формирователя 4 импульсов датчика 2 числа оборотов коленчатого вала, кнопку б управления, триггеры 7 — 12, элементы 13 и

14 сравнения., измерители 15 и 16 числа оборотов ротора, измеритель 17 времени и блок 18 управления подачей топлива. Последний выполнен в виде триггера 19 с раздельными входамй, t ,1015918 по длительности импульсов, поступающих на их входы соответствениб от датчика 1 числа оборотов ротора .и от датчика 2 числа оборотов колен.— чатого вала. Формирователь 3 импуль-. сов выполнен в виде двухкаскадного электронного усилителя, на входе ко- ° торого установлен эмиттерный повторитель,. а на выходе - последовательно соединенные триггер ШМидта и

0 эмиттерный павторитель. Формирователь 4 импульсов выполнен и виде двух электронных усилителей с уста-. новленным между ними эмиттериым повторителем, к которым подключены последовательно соединенные триггер Шмидта и эмиттерный повторитель.

Пороговый элемент 5 служит для выдачи на своем выходе сигнала, соответствующего моменту достиже-. ния коленчатым валсэ| двигателя заданного значения числа оборотов. Ои выполнен в виде частотного преобразователя .и схемы сравнения. На вход частотного преобразователя поступают импульсы от-формирователя 4 ийпульсов, а на выходе получается постоянное на-, пряжение, величина которого пропор-. циональна числу оборотов коленчато-, го вала.-На один из входов схема сравнения подается напряжение с выхода частотного преобразователя, а на второй вход — напряжение, соответствующее заданному. значению числа оборОтов коленчатого вала. При совпадений этих напряжений на выходе схемы, срав-: нения появляется сигнал. A

Кнопка 6 управления предназначена для подачи сигнала с выхода триггер

7 на входы триггера 8 и блока 18 управления подачей топлива в момент запуска устройства. 0

Триггер 7 служит для деления поступающих на его вход импульсов иа два

Ф триггер 8 - для управления работой элемента 13 сравнения, триггер 9 для выдачи на один из. входов элемента 14 сравнения и запоминания сигнала, соответствующего моменту достижения коленчатым. валом двигателя за- данного в пороговом элементе 5 зна- ,чения числа оборотов. Триггеры 10

12 е для управления ра-. ботой соответственно измерителя 15, числа оборотов ротора, измеритЕля .

17 времени и измерителя 16 числа оборотов ротора, григгер 19 -.дпя уп-равления работой реле 20. Триггер 7 выполнен со счетным входом, а остальные - с раздельными входа «в|.

Элементы 13 и 14 сравнения пред-,.назначены для получения на их выходах сигналов при. наличии на их входах сигналов соответственно е Выходов триггеров 7.и 8 H c выходов триг-. геров 7 и 9; Оба элемента сравнения выполнены в виче транзисторных оХем реле 20,. состоящего из обмотки 21 и замыкающих-контактов 22, электромагнита 23, состоящего из обмотки

24 и якоря 25, причем контакты 22 реле 20, последовательно соединенные с обмоткой 24 электромагнита 23, включены в цепь 26 питания электромагнита 23, а обмотка 21 - в качестве нагрузки одной из половин триггера 19.

Выход порогового элемента 5 соединен с одним из входов триггера

9, выход которого подключен к одному из .входов элемента 14 сравнения, выход формирователя 3 импульсов датчика 1 числа оборотов ротора соеди- 15. неи со счетным входом триггера 7, один выход которого подключен к второму входу элемента 14 сравнения, к одному из входов элемента 13 сравне.ния и через кнопку 6 управления— к одним из.входов триггера 8 и

20 триггера 19 блока 18 управления подачей топлива, второй выход триггера 7:соединен с одними входами.триггеров 10 и .12, .второй вход элемен-. та 13 сравнения подключен к выходу25 ! триггера 8, а выход-. к второму входу триггера 10 и к одному из входов три гера 11, выход элемента 14 сравнения соединен с вторьм входом триггера 12, выход триггера 10 подключен .к.измерителю 15 числа оборогов .ротора и к второму входу триггера

8,: выход триггера 11 к измерителю

17 времени,:вйход триггера 12 к измерителю 16 числа оборотов ротора и З5 и вторым входам триггера 19 блока .

18 управления подачей топлива и триггеров 9 -и 11.

Дагчик 1 числа оборотов ротора предназначен для получения импуль- 40 сов., частота которых пропорциональна угловой скорости ротора центри«фуги. Датчик электромагнитного типа .к выполнен в виде ферромагнитной вставки, установленной по:периметру ротора центрифуги, и стального сер45 дечнина .c индукционной катуюкой, :вмонтированных в латунный корпус.

- Последний- устанавливают в колпаке центркфугя напротив ферромагнитной вставки.

Датчик 2 числа оборотов коленчатого вала служит для получения импульсов, частота которых пропорциональна углоьой скорости колен-.

Чатого вала; Датчик фотоэлектрического типа выполнен в виде диска с равномерно расположенными на нем .радиальными прорезями, по одну етброну которого находи ся источ-. ник света, а по другую — чувстви- . 60 тельный элемент, в качестве кото.. рого: используется фотодиод ФД-2.

Формирователи 3 и 4 импульсов предназначены для усиления, ограни,чения по амплитуде и формирования 5 .

1015918 еравнения на два входа каждая, выдающих на выходе положительные сигналы при наличии на их входах отрицательных сигналов.

Измерители 15 и 16 числа оборотов ротора служат для измерения числа оборотов ротора центрифуги .соответственно при минимальных и максимальных холостых оборотах двигателя путем подсчета числа импульсов эталонного генератора импульсов за время одного оборота ротора цент рифуги, :измеритель 17 времени — для ,измерения времени перехода двигателя с режима минимальных холостых .оборотов до режима максимальных холостых оборотов и максимальной подачи масла путем подсчета числа импульсов времени. Каждый из этих измерителей выполнен в виде десятич"ного электронного счетчика, генератора временных импульсов и элемента сравнения, один вход которого соединен с выходом генератора временныхимпульсов, второй — с выходом одного из триггеров 10-12, а выход подключен соответственно к одному из измерителей 15, 17 и 16.

Блок 18 управления подачей топлива. служит для включения максимальной подачи топлива в процессе разгона двигателя и выключения ее после достижения коленчатым валом двигателя заданного числа оборотов и измерения числа оборотов ротора центрифуги при максимальных холостых оборотах двигателя, реле 20 для. Управления работой электромагнита 23: Оно управляется триггером

19.

Электромагнит 23 предназначен для воздействия на управляющий орган двигателя (рейку топливного насоса или дроссельную заслонку карбюратора .). В качестве источника питания цепи 26 использ"ется напряжение системы зажигания двигателя.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений на двигателе устанавливают датчики 1 н 2 числа оборотов ротора центрифуги и коленчатого вала и подключают их к устройству. Якорь 25 электромагнита 23 соединяют с управляющим органом двигателя. В пороговом эле-. менте 5 устанавливают напряжение, соответствующее частоте вращения коленчатого вала двигателя в режиме максимальных холостых оборотов. .После запуска двигателя, подачи питающих устройство напряжений и сигнала "Сброс" (на чертеже не показано ) все элементы устройства приходят в исходное состояние, при котором показания измерителей 15

17 сбрасываются на нули, элементы

13 и 14 сравнения закрываются, обмотка 21 реле 20 обесточивается, а его контакты 22 размыкаются. При этом двигатель работает на минимальных холостых оборотах.

При работе двигателя на холостом ходу импульсы датчиков 1 и 2 числа оборотов .ротора центрифуги и коленчатого вала поступают соответст,венно на входы формирователей 3 и

Ю 4 импульсов, где они формируются

1по амплитуде и -длительности. Сформированные импульсы поступают далее соответственно на входы триггера 7, периодически переводя его из одного

1$ состояния в другое и обратно, и порогового элемента 5. Импульсы с выхода левой половины триггера 7 поступают на входы триггеров 10 и 12 и устанавливают их в положения, при

20 которых измерители 15 и 16 числа оборотов ротора закрыты.

При нажатии кнопки 6 управления импульсы с вьхода левой половины триггера 7 поступают одновременно на входы триггеров 8 и 19 и перводят их в противоположные состояния,, при э ом на один иэ входов элемента 14 сравнения поступает с выхода .триггера 8 отрицательный сигнал. П Ь поступлении с выхода правой доловины триггера 7 отрицательного сигнала на второй вход элемента 13 сравнения он выделяет на выходе импульс, который одновременно постч— пает йа входы триггеров 10 и 11 и переводит их в противоположные состояния„ в результате чего измеритель

15 числа оборотов и измеритель 17 времени открываются-и начинают подсчитывать импульсы времени.

40 Одновременно с этим по обмотке

21 реле 20 начинает протекать ток, его контакты 22 замыкаются и по обмотке 24 электромагнита 23 также на -инает протекать .ток. Якорь. 25

4 электромагнита 23 воздействует на управляющий орган двигателя, он получает максимальную подачу топлива и переходит в режим разгона.

Через один оборот ротора центрифуги сигналом с. выхода левой половины триггера 7 триггер 10 возвращается в исходное состояние, изме. ритель 15 числа оборотов ротора останавливается, а сигнал с выхода

5 триггера 10 поступает на вход триггера 8 и возвращает его в исходное состояние. Элемент 13 сравнения закрывается, чем предотвращается дальнейшее прохождение через него импульсов с выхода правой половины триггера 7.

При достижении коленчатым валом двигателя в процессе его разгона заданного значения частоты вращения, соответствующего максимальным

65 .холостым оборотам, в пороговом эле.1015918 менте 5 вырабатывается импульс, который поступает на вход триггера 9 и перебрасывает его в противоположное состояние. Отрицательное напряжение с выхода триггера 9 поступает на один из входов элемента 14 сравнения. с приходом на второй вход элемента 14 сравнения отрицательного напряжения с выхода правой половины триггера 7 на выходе элемента 14 сравнения выделяется сиг- l0 нал, который поступает йа вход триггера 12 и перебрасывает его в противоположное состояние. Измеритель

16 числа оборотов ротора открывается .и начинает подсчет импульсов 35 времени.

Еще через один оборот ротора центрифуги на выходе левой половины триггера 7 выделяется сйгнал, который возвращает триггер 42 в исходное состояние, в результате чего измеритель 16 числа оборотов ротора . останавливается. Выделяющийся при этом на выходе триггера 12 сигнал

;поступает одновременно на входы .триггеров 11, 19 н 9, которые воэ25 вращаются в исходные состояния. Измеритель 17 времени также останавливается, обмотка 21 реле 20 обесточивается, контакты 22 размыкают. ся, по обмотке 24 электромагнита 23 прохождение тока прекращается, его якорь 25 вместе с управляющим органом двигателя возвращается я исходное состояние, и двигатель переходит в режим минимальных оборотов хо- Зэ лостого хода.- Элемент 14 сравнения закрывается, прохождение импульсов .. через него прекращается. На этом цикл измерений. заканчивается.

В результате завершения одного 40 цикла измерений иэмерители 15 и 16 .числа оборотов ротора фиксируют в цифровом виде числа импульсов, соответствующие частотам. вращения ро. тора центрифуги соответственно при 45 минимальных и максимальных холос тых оборотах двигателя и максимальной подаче масла., а измеритель 17 времени - число ймпульсов, соответствующее времени перехода двигателя с режима минимальных холос-" тых оборотов до режима максимальных оборотов и максимальной подачи масла.

По полученным в процессе измерения показаниям измерителей 15, 16 и 17 определяют количество осад-, ка в роторе центрифуги по Формуле

30T(a+Ъп )9

Tt (n — пе) 2 где Т - время перехода двигателя с режима минимальнык холостых оборотов до режима максимальных оборотов и максимальной подачи масла, c,, а - момент сопротивления в начале вращения ротора постоянная величина для определенной марки центрифуги ), гсм2/с, Ь - скорость изменения момента сопротивления (.постоянная величина для определенной марки центрифуги ), см/с, n — число оборотов ротора при максимальных оборотах двигателя и максимальной подаче масла, об/мин, лд - число оборотов ротора при. минимальных холостых оборотах двигателя, об/мин, 9 - ускорение свободного падения, см /с

r - расчетный радиус ротора (постоянная величина для определенной марки центрифуги ), см, G - сухой вес ротора, г.

Использование предлагаемого устройства позволяет автоматизировать процесс испытания центрифуг, увеличить точность определения количества осадка в роторе, более точно определять момент достижения предельного загрязнения ротора центрифуг и, следовательно, более точно использовать их ресурс в процессе эксплуатации двигателей.внутреннего сгорания.

2015918

Составитель А.Отставнов

Редактор К.Волощук Техред Л.Пекарь КорректоДА.Ильин

«»»1».

Закаэ 3266/5 - Тираж 579 Подписное

ВНИИПИ ГосударственногО комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

»

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4