Устройство для оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания

(57) Изобре борной диаг него сгоран в масле, Во /картера по ется к насос ся в измери к безразя внутренложений сло из аправляса подаетвод 4 и ени ост я п относится е двигате составу о работы м трубопроводу н , а после насо льный трубопро ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Локомотивное депо имЮжной железной дороги(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ 539569 А 1 затем в двигатель, В измерительномтрубопроводе 4 установлен на оси дву"плечий рычаг 7, жестко связанный столкателем 11. На одном плече рычага 7 имеется постоянный магнит 9,а другое плечо связано с калиброванной пружиной 13, В начальный моментработы толкатель 11 не замыкает датчик 12, В процессе эксплуатации двигателя происходит износ узлов из магнитного материала. Частички этогоматериала попадают в масло и при прохождении в измерительном трубопроводе 4 откладываются на постоянном магните 9. Когда эти отложения достигнут определенного веса, являоцегосядля конкретного двигателя критическим, рыцаг 7 поворачивается вместес толкателем 11 вокруг своей оси идатчик 12, связанный с сигнализатором 16, замыкается. Это служит сигналом осмотра и ремонта двигателя.Изобретение относится к беэразборной диагностике двигателя внутреннего сгорания по составу отложений в масле.Цель изобретения - повышение точности измерений,На фиг. 1 показана схема системысмазки дизеля; на фиг. 2 - узел 1на фиг. 1 без отложений продуктовизноса (железа) на плече рычага спостоянным магнитом (стрелкой показно направление движения масла);нв фиг. 3 -.узел 1 на фиг, 1 с отложениями продуктов износа (железа) напЛече рычага с постоянным магнитом(электросхема условно не показана);на фиг. 4 - кривые накопления отложений в дизельном масле меди, свинцаи железа (точка А - критический из 20нос по железу, время работы двигатеЛя 600-700 ч; точка Б - критическийизнос по свинцу, время работы двигателя 1800 ч; точка В - критическийизнос по меди, время работы двигателя 2000 ч); на фиг. 5 - график отложений частичек продуктов износа (железа) на плече рычага с постояннымМагнитом в зависимости от времениработы дизеля, 30Устройство содержит картер 1,из которого масло по трубопроводу 2поступает в насос 3, а из насоса 3 в измерительный трубопровод 4, вклюЧенный в масляную систему, а затем -в двигатель 5, В измерительном трубопроводе 4 имеется стойка 6, на кото,рой установлен рычаг 7 с возможностьюповорота вокруг оси, На рычаге 7 спомощью винта 8 установлен постоянный 40магнит 9. На рычаге 7 установлен диск10 для защиты от сноса с постоянногомагнита .9 отложений из магнитного материала. С рычагом 7 жестко связантолкатель 11, размещенный на оси. Настойке 6 установлен датчик 12. Конецрычага 7 связан с калиброванной пружиной 13, которая зажимом 14 прикреплена к измерительному трубопроводу 4.Соединительные патрубки 15 служат длябыстрой замены измерительного трубопровода 4 при ремонте двигателя. Датчик 12 связан с сигнализатором 16,который получает питание от источника17 тока.Устройство работает следующим об)5разом.При отсутствии продуктов износана постоянном магните 9 рычаг 7 занимает положение, при котором толкатель 11 не зачыкает датчик 12 (фиг.2).В процессе эксплуатации двигателя5 происходит износ отдельных узлови деталей из магнитного материала,в результате чего отдельные частичкимагнитного материала попадают в масло. При прохождении измерительноготрубопровода 4 частички износа откладываются на постоянном магните 9,Через какой-то период времени этиотложения достигнут определенноговеса, в результате чего постоянныймагнит 9 с отложениями преодолеетсопротивление пружины 13 и повернетрычаг 7 вокруг оси. При этом толкатель 11 поворачивается вокруг осии замыкает датчик 12, связанный ссигнализатором 16 (фиг. 3). В результате в кабине машиниста загораетсясигналиэатор 16, сигнализируя о повышенном наличии частичек износа вмасле. В таких случаях нужно искатьпричину повышенного износа, устранятьее и заменять масло.При отсутствии частичных доливокмасла установлено, что процесс отложения различных элементов износав масле происходит по-разному,При анализе масла на тепловозах,прошедщих заводской ремонт (т,е. всеузлы и детали двигателя были заменены на новые, а масло залито свежее),на каждом плановом виде ремонта производился спектральный анализ дйзельного масла, при этом производилсявизуальный осмотр узлов и деталейдизеля, замер зазоров в изношенныхузлах и деталях.На основании этих данных были построены зависимости (Фиг, 4), характеризующие процесс накопления элементовизноса в дизельном масле в зависимости от времени работы двигателя, изкоторых следует, что в начальный перид отложение продуктов износа идетдовольно быстро, а затем начинает заметно снижаться. Критическое отложение меди и свинца до критической нормы происходит за период 1800-2000 чработы двигателя (медь - 60 г/т,.свинец - 80 г/т), а отложение железадо критической нормы (50 г/т) происходит гораздо быстрее, всего за 600700 ч работы двигателя.Поэтому можно сделать вывод, чтопри начале износа подшипников (в масле отложения меди и свинца) при про5 15395 ведении плановых видов ремонта можно практически во всех случаях своевременно установить начало износа и не пропустить критического момента износа, т.е. своевременно устранить5 повреждения, т к как за 1800-2000 ч работы двигателя тепловоз неоднократно (5-6 раз) заходит на плановый ремонт, а при износе узла гильза-поршень можно пропустить критицеский момент износа, что может привести к порче, так как за 600-700 ч работы двигателя тепловоз эаходит,на плановый ремонт 1-2 раза, в редких случаях 3 раза.Предлагаемое устройство., предназначенное для определения степени загрязнения масла железом, позволяет фиксировать количественное отложение 20 железа за счет изменения его веса на дозированной поверхности постоянного магнита 9, установленного на двуплечем, рычаге 7, причем на работу устройства не влияет наличие в масле 25 посторонних предметов из немагнитного материала, а также частичная или полная смена масла, так как на постоянном магните 9 удерживаются частички железа, а затем при работе с новым (свежим) маслом процесс отложений на постоянном магните 9 продолжается.Использование предлагаемого устройства позволяет оперативно получать сведения о загрязнении масла железными примесями, т.е, позволяет не только определить загрязненность дизельного масла, а также количество железа - продукта износа в узле поршень- гильза. Для того, чтобы связать степень износа узла поршень-гильза с весом отложений на постоянном магните 9 был проведен анализ для конкретного тепловоэного дизеля 10 Д 100, Анализ производился на ряде тепловозных ди 45 эелей сразу же после заводского ремонта или новых после постройки (при новых деталях и свежем масле), Через определенное время производился замер веса отложений на постоянном магните 9, спектральный анализ масла на установке МФСи визуальный осмотр узла поршень-гильза, Анализ был произведен на пятнадцати дизелях 103100. По результатам анализа был построен график веса отложений цастичек желе 55 за на постоянном магните 9 в зависимости от времени работы дизеля (Фиг. 5), Точка 1 на Фиг. 5 соответ 69 6ствует начальному периоду работы ди- зеля сразу после капитального ремонта (отложений на постоянном магните 9 нет). Точка 11 на Фиг, 5 соответствует работе дизеля через 600-700 ч после капитального ремонта. Вес отложений с постоянным магнитом 9, преодолев сопротивление заранее подобранной (калиброванной) пружины 13, проворачивают рычаг 7, который занимает положение, показанное на фиг, 3. Вес отложений на постоянном магните 9 составляет 280-300 г, при этом (согласно спектрального анализа) отложение в масле железа составляет 8-53 г/т, а при визуальном осмотре узла поршень-гильза видны следы натира, т.е. узел поршень-гильза находится в критическом состоянии.Следовательно, для данного конкретного двигателя отложение на пос" тоянном магните 9 железных частичек весом 280-300 г является критическим, При изготовлении устройства опытным путем или методом расчета выбирают размеры плеч рычага 7 и жесткость пружины 13. Замер производят при одной и той же температуре масла, чтобы его вязкость была одинаковой,ГраФик на Фиг. 5 является усредненным (по данным работы 15 дизелей). В процессе работы (эксплуатации) дизеля вес отложений, равный точке 11, может произойти или раньше, или позднее ( в зависимости от протекания износа данного узла). Если включение датчика 12 происходит ранее 700 ц работы дизеля, то такой дизель неисправен,На практике для каждого конкретного двигателя вес отложений можноопределить опытным путем,При эксплуатации дизеля во воемядвижения тепловоза иэ-за толчковможет произойти поворот рычага 7 вположение, при котором на постоянноммагните 9 нет отложений (Фиг. 3).В этом случае датчик 12 замыкаетсяна короткий период времени, а затемпружина 13 размыкает его. Следователь-но, при кратковременных повторяющихся включениях сигнализатора не следует считать, цто наступил моменткритического износа. Такой моментнужно считать с того времени, когдадатчик 12 будет замкнут постоянно, 7 1539569формула изобретенияУстройство для оценки технического соСтояния двигателя внутреннего сгорания содержащее измеритель параметФ5ра технического состояния, преобразователь, датчик сигнализатора, сиг" нализатор технического состояния двигателя и измерительный трубопровод, прИчем измерительный трубопровод раз- о мещен в масляной системе двигателя, а измеритель, регистратор и датчик си нализатора размещены в измерительном трубопроводе и связаны через датчи сигнализатора с сигнализатором, а измеритель выполнен в виде постоян- ныХ магнитов, о т л и ч а ю щ е еХ ф с я тем, что, с целью повышения точности измерений, преобразователь измерителя параметра технического состояния двигателя выполнен в виде двуплечего рычага, стойки, толкателя,оси и возвратной пружины, причем постоянные магниты размещены на одномиэ плеч двуплечего рычага, другоеплечо которого связано с возвратнойпружиной, рычаг размещен на оси настойке, помещенной внутри измерительного трубопровода, толкатель жесткосвязан с рычагом с возможностью прикритическом состоянии двигателя взаимодействовать с датчиком сигналиэатора, установленным на стойке539569 атос гю гоо т гсоо гцсо Времй радоеь дВигоаеяР, 4 Ье. ЧВред: ройяль,