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

(71) Саратовский орденаТрудового Красного Знамени политехнический. институт(56) 1, Авторское свидетельство СССР Ф 574239, кл. В 04 .В 13/ОО; 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.МАСЛА 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 тем- что,. с целью повышения точности, оно снаб-. жено блоком управления подачей топлива.с кнопкой управления, бесконтактный 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 че 1 ЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР аювюва и вмщыпава сащтвъс рез один извходов 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"ключен к иэМерителв времени через пятый триггер, связанный.с блоком, управления подачей топлива, дополнительным измерителем числа:оборотов ротора и с выходом шестого триггера, при этом к входам последнего под" Ф ключены четвертый триггер и второй ф элемент сравнения,.связанный черезпоследовательно соединенные второй триггер; пороговый.элемент. и второй формирователь импульсов с бесконтакт иым .датчиком числа оборотов колен-: чатого валь.Изобретение относится к техническому обслуживанию двигателей внутреннего сгорания, в частности к устройствам для определения количестваосадка в роторе центрифуги для очистки масла и может быть использованов процессе технического обслуживания автомобилей, сельскохозяйственных, дорожно-строительных и другихмашин,Известно устройство для контроляотложений в роторе центрифуги двигателя внутреннего сгорания содержащее ротор, выполненный из диамагнитного материала, и датчик толщиныотложений, установленный в роторе. 15Датчик толщины отложений выполненв виде качающегося Г-образного рычага, одно из плеч которого снабженомагнитом. Ось качания рычага можетбыть расположена горизонтально, при 20этом второе плечо рычага выполнено.в виде противовеса. Ось качания рычага может быть также расположенавертикально, а рычаг снабжен возвратной пружиной для установки плечас магнитэм в статическом положениирадиально 1.Однако данное устройство характеризуется недостаточной точностьюконтроля отложений в роторе центриФуги.Наиболее близким к предлагаемомуявляется 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 измеряютчисло оборотов ротора при минимальных холостых оборотах двигателя,затем при максимальных оборотах двигателя и максимальной подаче маслаи время перехода с одного режимана другой, после чего по известной 45формуле определяют количество осад"ка в роторе 2 .Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностьюопределения количества осадка в роторе центрифуг, обусловленной не 50достаточными точностью измерениячисла оборотов ротора, характернойдля аналоговых измерительных средстви времени перехода с одного режимана другой вследствие невозможностиподдержания постоянного законапроцесса разгона Двигателя и погрешностей в определении моментов минимальных и максимальных оборотов двигателя,60Цель изобретения - повышение точности определения количества осадка. в роторе центрифуг,Поставленная цель .достигаетсятем, что устройство для определения 65 10159182количества осадка в роторе центрифугидля очистки масла в двигателях внутреннего сгорания, .содерж"щее бесконтактный датчик числа оборотов ротора,измеритель числа оборотов ротора иизмеритель времени, оснащено блокомуправления подачей топлива с кнопкойуправления, бесконтактйым датчикомчисла оборотов коленчатого вала,дополнительным измерителем числа оборотов ротора, двумя Формирователямиимпульсов, пороговым элементом, двумя элементами сравнения и шестьютриггерами, при этом блок управления подачей топлива через один извходов первого триггера связан с,одним из входов первого элементасравнения, через второй триггер икнопку управления соответственнос вторым элементом сравнения и другим входом первого элемента сравнения, к которому через последовательно соединенные первый Формирователь импульсов и третий триггерподключен бесконтактный датчик числа оборотов ротора, выход третьеготриггера и первого элемента сравневия подсоединены к входам четвертого триггера, выход последнего свя- .зан с измерителем числа оборотОвротора и другим входом первого триггера, выход первого элемента равнения подключен к измерителю времени через пятый триггер., связанный с блоком управления подачейтоплива, дополнительным измерителем числа оборотов ротора и с выходом шестого триггера, при этом ковхоцам последнего подключены четвертый триггер и второй элемент сравнения, связанный через последовательносоединенные второй триггер, пороговый элемент и второй формировательимпульсов с бесконтактным датчикомчисла 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 бесконтактныедатчики 1 и 2 числа оборотов соот 1 ветственно ротора центрифуги и коленчатого вала, Формирователи 3 и 4импульсов, подключенные к выходамсоответственно датчика 1 числа оборотов ротора центрифуги и датчика 2числа оборотов коленчатого вала, пороговый элемент 5, вход которогосоединен с выходом формирователя 4импульсов датчика 2 числа оборотовколенчатого вала, кнопку б управления, триггеры 7 - 12, элементы 13 и14 сравнения., измерители 15 и 16числа оборотов ротора, измеритель 17времени и блок 18 управления подачейтоплива. ПослеДиий выполнен в видетриггера 19 с раздельными входамй,,1015918 по длительности импульсов, поступающих на их входы соответственио отдатчика 1 числа оборотов ротора иот датчика 2 числа оборотов колен. -чатого вала. Формирователь 3 импуль-.сов выполнен в виде двухкаскадногоэлектронного усилителя, на входе ко-.торого установлен эмиттерный повторитель,. а на выходе - последовательно соединенные триггер ШМидта и 0 эмиттерный павторитель. Формирователь 4 импульсов выполнен в видедвух электронных усилителей с установленным между ними эмиттериымповторителем, к которым подключены последовательно соединенные триггер Шмидта и эмиттерный повторитель.Пороговый элемент 5 служит длявыдачи на своем выходе сигнала,соответствующего моменту достиже-.ния коленчатым валсэ двигателя заданного значения числа оборотов. Оивыполнен в виде частотного преобразователя .и схемы сравнения. На входчастотного преобразователя поступаютимпульсы 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 выходачастотного преобразователя, а на второй вход - напряжение, соответствующее заданному значению числа оборОтов коленчатого вала. При совпаденийэтих напряжений на выходе схемы, срав-:нения появляется сигнал. о.Кнопка 6 управления предназначенадля подачи сигнала с выхода триггер7 на входы триггера 8 и блока 18управления подачей топлива в момент.запуска устройства.Триггер 7 служит для деления поступающих на его вход импульсов иа дватриггер 8 - для управления работойэлемента 13 сравнения, триггер 9для 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 1012 предназначены для управления ра-.ботой соответственно измерителя 15,числа оборотов ротора, измеритЕля .17 времени и измерителя 16 числа оборотов ротора, триггер 19 -.дпя уп- .равления работой реле 20, Триггер 7выполнен со счетным входом, а остальные - с раздельными входаеЭлементы 13 и 14 сравнения преД-,.назначены для получения на их выхо"дах сигналов при. наличии иа их входах сигналов соответственно с Выходов триггеров 7.и 8 и с выходов триг-.геров 7 и 9; Оба элемента сраввеииявыполнены в виЧе транзисторныхсХем реле 20,. состоящего из обмотки 21 изамыкающих контактов 22, электромагнита 23, состоящего из обмотки24 и якоря 25, причем контакты 22 реле 20, последовательно соединенныес.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 триггера9, выход которого подключен к одномуиз .входов элемента 14 сравнения, выход формирователя 3 импульсов датчика 1 числа оборотов ротора соеди.. нен со счетным входом триггера 7,один выход которого подключен к второму входу элемента 14 сравнения, кодному из входов элемента 13 сравнения и через кнопку 6 управления -к .одним из.входов триггера 8 и20триггера 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 выходу25триггера 8, а выход- к второму входутриггера 10 и к одному из входовтриггера 11, выход элемента 14 сравнения соединен с вторьм входом триггера 12, выход триггера 10 подключен .к.измерителю 15 числа оборотов.ротора и к второму входу триггера8,. выход триггера 11 к измерителю17 времени,:вйход триггера 12 к измерителю 16 числа оборотов ротора и З 5и вторым входам триггера 19 блока .18 управления подачей топлива итриггеров 9 и 11.Датчик 1 числа оборотов роторапредназначен для получения импульсов., частота которых пропорциональна угловой скорости ротора центриФуги. Датчик:электромагнитного типак выполнен в виде ферромагнитнойвставки, установленной по:периметруротора центрифуги, и стального сер 45дечнина .с индукционной катушкой,:вмонтированных в латунный корпус.Последний:устанавливают в колпакецентркугя напротив ферромагнитнойвставки.50Датчик 2 числа оборотов коленчатого вала служит для получения импульсов, частота которых пропорциональна углоьой скорости колен-.Чатого вала; Датчик фотоэлектрического типа выполнен в виде диска сравномерно расположенными на нем.радиальными прорезями, по однуетброну которого находится источ-.ник света, а по другую - чувствительный элемент, в качестве которого: используется фотодиод ФД.Формирователи 3 и 4 импульсовпредназначены для усиления, ограни,чения по амплитуде и формирования 5 .еравнения на два входа каждая,выдающих на выходе положительныесигналы при наличии на их входах отрицательных сигналов,Измерители 15 и 16 числа оборотов ротора служат для измерениячисла оборотов ротора центрифуги.соответственно при минимальных имаксимальных холостых оборотах двигателя путем подсчета числа импульсов эталонного генератора импульсовза время одного оборота ротора центрифуги, :измеритель 17 времени - дляизмерения 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 элвктронного счетчика, генератора временных импульсов и элементасравнения, один вход которого соединен с выходом генератора временныхимпульсов, второй - с выходом одного из триггеров 10-12, а выход подключен соответственно к одному изизмерителей 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 иизмерения числа оборотов роторацентрифуги при максимальных холостых оборотах двигателя, реле 20для Управления работой электромагнита 23: Оно управляется триггером19,Электромагнит 23 предназначендля воздействия на управляющий органдвигателя рейку топливного насосаили дроссельную заслонку карбюратора .), В качестве источника питания цепи 26 использ"ется напряжение системы зажигания двигателя.Устройство работает следующимобразом.Перед началом измерений на двигателе устанавливают датчики 1 н 2числа оборотов ротора центрифугии коленчатого вала и подключают ихк устройству. Якорь 25 электромагнита 23 соединяют с управляющиморганом двигателя. В пороговом эле-.менте 5 устанавливают напряжение,соответствующее частоте вращенияколенчатого вала двигателя в режимемаксимальных холостых оборотов,.После запуска двигателя, подачипитающих устройство напряжений исигнала "Сброс"на чертеже не показано ) все элементы устройстваприходят в исходное состояние, прикотором показания измерителей 1517 сбрасываются на нули, элементы 13 и 14 сравнения закрываются, обмотка 21 реле 20 обесточивается, аего контакты 22 размыкаются. Приэтом двигатель работает на минимальных холостых оборотах.5 При работе двигателя на холостомходу импульсы датчиков 1 и 2 числаоборотов ротора центрифуги и коленчатого вала поступают соответст,венно на входы формирователей 3 иЮ 4 импульсов, где они Формируются1 по амплитуде и длительности. Сформированные импульсы поступают далеесоответственно на входы триггера 7,периодически переводя его из одногоЯ состояния в другое и обратно, и порогового элемента 5. Импульсы с выхода левой половины триггера 7 поступают на входы триггеров 10 и 12и устанавливают их в положения, прикоторых измерители 15 и 16 числаоборотов ротора закрыты.При нажатии кнопки 6 управленияимпульсы с выхода левой половинытриггера 7 поступают одновременнона входы триггеров 8 и 19 и перводятих в противоположные состоянияпри э-ом на один иэ входов элемента 14 сравнения поступает с выхода.триггера 8 отрицательный сигнал. ПЬпоступлении с выхода правой доловины триггера 7 отрицательного сигнала на второй вход элемента 13сравнения он выделяет на выходе импулЬс, который одновременно постчпает йа входы триггеров 10 и 11 и пеЗ 5 реводит их в противоположные состояния в результате чего измеритель15 числа оборотов и измеритель 17времени открываются и начинают подсчитывать импульсы времени,40 Одновременно с этим по обмотке21 реле 20 начинает протекать ток,его конакты 22 замыкаются и по обмотке 24 электромагнита 23 также начинает протекать .ток. Якорь. 2545 электромагнита 23 воздействует науправляющий орган двигателя, онполучает 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, измеритель 15 числа оборотов ротораостанавливается, а сигнал с выхода5 триггера 10 поступаетна вход триггера 8 и возвращает его в исходноесостояние. Элемент 13 сравнения закрывается, чей предотвращается дальнейшее прохождение через него импульсов с выхода правой половины4 О триггера 7.При достижении коленчатым валомдвигателя в процессе его разгоназаданного значения частоты вращения, соответствующего максимальным65 .холостым оборотам, в пороговом элементе 5 вырабатывается импульс, ко- торый поступает на вход триггера 9 и перебрасывает его в противоположное состояние. Отрицательное напряжение с выхода триггера 9 поступает на один из входов элемента 14сравнения. с приходом на второй вход элемента 14 сравнения отрицательного напряжения с выхода правой половины триггера 7 на выходе элемента 14 сравнения выделяется сиг нал, который поступает йа вход триггера 12 и перебрасывает его в противоположное состояние. Измеритель16 числа оборотов ротора открывается .н начинает подсчет импульсов 5времени.Еще через один оборот ротора центриФуги.на выходе левой половины триггера 7 выделяется сйгнал, который возвращает триггер 3 Х 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 воэ 25 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, егоякорь 25 вместе с управляющим органом двигателя возвращается н исходное состояние, и дзига"ель переходит в режим минимальных оборотов хо- З 5 лостого хода. Элемент 14 сравнения .закрывается, прохождение импульсовчерез 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 прн 45 минимальных и максимальных холос тых оборотах двигателя и максимальной подаче масла., а измеритель 17 времени - число ймнульсов, 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 ЗОТю+Ъп )91-п,)2 где Т - время перехода двигателя с режима минимальнык холостыхоборотов до режима максимальных оборотов и максимальной подачи масла, с, а - момент сопротивления в начале вращения ротора постоянная величина для определенной марки центриФуги ), гсм 2/с, Ь - скорость изменения момента сопротивления (,постоянная величина для определенной марки центриФуги ), см/с, п - число оборотов ротора прн 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 г - расчетный радиус ротора постоянная величина для определенной марки центриФуги ), см, С - 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.1015918 Составитель А.Отставнов тор К,Волощук Техред Л.Пекарь КорректорА. Ильинвщ щщщщщщщщщщщщщщющщщт щщщ щщщщр акаэ ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектна щщт ющщщщющщще ш щщТираж 579сударственногам изобретенийква, Ж, Ра 266/5ВНИИПИпо де113035, М Поднисноеомитета СССРоткрцтийкая наб д, 4/5