Масляный фильтр с сигнальным устройством

Полезная модель относится к области автомобилестроения, а именно к фильтрам для очистки масла, в том числе содержащим устройства контроля степени загрязненности масляных фильтров автомобильных двигателей внутреннего сгорания и чистоты моторного масла.
Известно, что чистота моторного масла существенно влияет на работоспособность автомобильного двигателя, качество его работы и, в конечном счете, срок его службы. В то же время, сама чистота масла в работающем двигателе определяется эффективностью работы масляного фильтра, которая напрямую зависит от степени его загрязнения. Из практики эксплуатации автомобилей хорошо известны визуальные методы контроля уровня масла в двигателе и визуальный контроль его качества (по цвету). Их простота позволяет осуществлять контроль уровня и качества моторного масла водителю автомобиля. Что касается масляных фильтров, то их замена осуществляется согласно требованиям по техническому обслуживанию автомобилей (двигателей), исходя либо от времени работы (как правило, в годах), либо от величины пробега (в тысячах километрах).
Известно устройство контроля загрязненности масляного фильтра в двигателе транспортного средства (патент РФ №2081678, опубликован 1997), содержащее первый и второй электрические датчики давления реостатного типа, установленные соответственно на входе и выходе фильтра, и анализатор с индикатором засорения, причем выходы первого и второго электрических датчиков реостатного типа соединены с входами анализатора, выход которого соединен с входом индикатора засорения.
При работе устройства контроля, давление в маслосистеме на входе и выходе фильтра фиксируют посредством датчиков давления. Характеристикой предельного засорения фильтрующего элемента, является заданная критическая величина разности давлений на входе и выходе фильтра. При ее регистрации, анализатор по проводу посылает электрический сигнал на индикатор засорения, который представляет собой лампочку на панели приборов.
Недостатком указанного устройства контроля загрязнения фильтра является то обстоятельство, что его реализация требует усложнения конструкции масляного фильтра из-за необходимости установки в нем датчиков давления и обеспечения коммутационной связи для передачи сигнала от них на анализатор, а затем на индикатор засорения - лампочку на панели приборов автомобиля. Вся эта работа может быть выполнена только при разработке и производстве новых автомобилей.
Наиболее близким к заявляемому устройству изобретением является масляный фильтр (патент РФ 9404 «Масляный фильтр», МПК: В01D 35/14, опубликован в 1999 году).
Предлагаемый в патенте фильтр содержит корпус, крышку с входными и выходными каналами, фильтрующий элемент, установленный в корпусе, противодренажный клапан, перепускной клапан, установленный в противоположной стороне от противодренажного клапана, датчик загрязнения фильтрующего элемента, установленный на перепускном клапане, и электрически соединенный с сигнализирующим устройством.
Фильтр работает следующим образом. При поступлении масла во внутреннюю полость фильтра, оно проходит через фильтрующий элемент и поступает непосредственно в систему смазки двигателя. При загрязнении фильтрующего элемента, в объеме между корпусом фильтра и фильтрующим элементом создается повышенное давление, которое приводит к срабатыванию датчика загрязнения фильтрующего элемента. Датчик установлен в перепускном клапане и электрически связан с клеммой, расположенной в верхней части корпуса фильтра, а та, в свою очередь, с помощью проводов соединена с сигнальным устройством – лампой, находящейся на панели приборов. Загорание лампы является для водителя сигналом об открытии перепускного клапана, а значит и о предельном загрязнении фильтра.
Недостатком указанного фильтра является существенное усложнение его конструкции и сложность обеспечения надежной электрической связи датчика загрязнения фильтрующего элемента с клеммой, расположенной в верхней части корпуса фильтра. Ее можно обеспечить только при сборке нового фильтра, причем эти операции могут быть выполнены только вручную. Если соединение провода, идущего от датчика загрязнения фильтрующего элемента к клемме, расположенной в верхней части корпуса фильтра, будет выполнено некачественно, то определить это в процессе эксплуатации двигателя не представляется возможным. Поэтому, если электрическая связь будет выполнена некачественно, то даже в случае открытия перепускного клапана и срабатывания датчика загрязнения фильтрующего элемента, информация об этом до водителя не дойдет, а то, что сигнальная лампа не горит, будет восприниматься как показатель нормального состояния фильтра.
В основу заявляемой полезной модели положена задача разработки простого по конструкции и эффективного масляного фильтра с сигнальным устройством для определения загрязнения масляного фильтра, которое при этом позволяло бы получать информацию и о соответствии качественных (вязкостно-температурных) характеристик используемого в двигателе моторного масла условиям эксплуатации автомобиля. Это позволяет вовремя откорректировать режим работы двигателя в период эксплуатации автомобиля и, тем самым, повысить ресурс его работы.
Указанная задача достигается тем, что масляный фильтр с сигнальным устройством содержит основание с центральным резьбовым отверстием, соединенное закаткой с корпусом, в основании выполнены дренажные отверстия для прохода масла с установленным над ними подпружиненным антидренажным клапаном, в корпусе установлен поджимаемый пружиной фильтрующий элемент, внутри которого установлена центральная трубка с установленным в верхней части перепускным клапаном, содержащим мембрану, поджимаемую пружиной и электропроводящий датчик открытия перепускного клапана, электрически соединенный с контрольной (сигнальной) лампой, согласно полезной модели в верхней части корпуса фильтра выполнена горловина с имеющим резьбу внутренним отверстием, в которое установлен электропроводящий датчик открытия перепускного клапана.
Электропроводящий датчик давления открытия перепускного клапана, подключаемый к масляному фильтру, электрические провода и контрольная лампа, является автономными элементами, не входящими в систему смазки двигателя.
Устройство и работа полезной модели объясняется чертежами, на которых представлена конструкция масляного фильтра в разрезе (общий вид) – фиг.1, конструкция масляного фильтра с сигнальным устройством в разрезе (общий вид) – фиг.2.
Предлагаемый масляный фильтр (фиг.1) содержит основание 1 с центральным резьбовым отверстием 2, соединенное закаткой с корпусом 3. В основании 1 выполнены дренажные отверстия 4 для прохода масла в фильтр, над которыми установлен подпружиненный антидренажный клапан 5. В верхней части корпуса фильтра выполнена горловина 6 с внутренним отверстием 7 и резьбой 8. В отверстие горловины 7 закручена заглушка 9 с уплотнительным кольцом 10. Внутри корпуса фильтра установлен фильтрующий элемент 11, поджимаемый пружиной 12. Через фильтрующий элемент 11 проходит центральная трубка 13, в верхней части которой установлен перепускной клапан 14, имеющий мембрану 15, поджимаемую пружиной 16. Уплотнительное кольцо 17 служит для герметизации соединения основания 1 с двигателем.
Основой сигнального устройства для определения состояния автомобильного масляного фильтра является электропроводящий датчик давления 18 открытия перепускного клапана 14 (фиг.2), включающийся при том же давлении в полости 19 внутри корпуса фильтра до фильтрующего элемента 11, при котором открывается перепускной клапан 14. Электропроводящий датчик давления 18 открытия перепускного клапана 14 сигнального устройства для определения состояния автомобильного масляного фильтра устанавливается вместо заглушки 9 (см. фиг.1) и подключается с помощью электрического провода 20, запитываемого от аккумуляторной батареи 21 автомобиля, к контрольной лампе 22, которая может быть установлена на панели проборов в кабине водителя.
Предлагаемое устройство работает следующим образом (фиг.2). После установки описанного масляного фильтра на двигатель автомобиля, с него снимается заглушка 9 и на горловину 6 с помощью резьбового соединения 8 устанавливается электропроводящий датчик давления 18 открытия перепускного клапана 14. Таким образом, электропроводящий датчик давления 18 расположен точно напротив перепускного клапана 14. В тот момент, когда давление масла внутри корпуса в полости 19 фильтра до фильтрующего элемента 11 достигает порогового значения, при котором открывается перепускной клапан 14, срабатывает электропроводящий датчик давления 18 открытия перепускного клапана, подающий по электрическому проводу 20 электрический сигнал на контрольную лампу 22. Контрольная лампа 22 загорается, сообщая водителю, что перепускной клапан 14 открыт.При падении давления внутри корпуса в полости 19 фильтра до фильтрующего элемента 11 ниже порогового значения, перепускной клапан 14 закрывается, одновременно с этим выключается и электропроводящий датчик давления 18 открытия перепускного клапана, электрическая сеть размыкается, и контрольная лампа 22 гаснет.
С помощью предлагаемого масляного фильтра с сигнальным устройством водитель может получить следующую информацию.
1. При пуске холодного двигателя при низких температурах окружающего воздуха, вязкость моторного масла существенно повышается, поэтому давление внутри фильтра в полости 19 до фильтрующего элемента 11 возрастает, в результате чего пропускная способность фильтрующего элемента 11 падает и открывается перепускной клапан 14. В этот момент загорается контрольная лампа 22. При прогреве двигателя, температура масла повышается и одновременно снижается его вязкость, в результате чего повышается пропускная способность фильтрующего элемента 11. Вслед за этим давление масла внутри фильтра снижается, и перепускной клапан 14 закрывается, одновременно размыкается сеть электропроводящего датчика давления 18 открытия перепускного клапана, и контрольная лампа 22 гаснет. Если известно, что фильтр установлен на автомобиль относительно недавно, но при пуске холодного двигателя при низких температурах, периодически загорается контрольная лампа, и продолжает гореть пока двигатель не прогреется, то это означает, что залитое в двигатель моторное масло не соответствует условиям эксплуатации автомобиля и его лучше заменить.
2. Если контрольная лампа 22 загорается при пуске холодного двигателя при положительной температуре окружающего воздуха, либо в прогретом состоянии двигателя при резком увеличении оборотов, а затем, через некоторое время гаснет, то это означает, что фильтрующий элемент фильтра уже частично засорен и фильтр желательно заменить.
3. Если контрольная лампа 22 загорается при работе прогретого двигателя, то это явный признак полного засорения фильтрующего элемента фильтра и загрязненности самого моторного масла. Поэтому необходимо срочно заменить и масло, и фильтр.
Таким образом, с помощью предлагаемого фильтра с сигнальным устройством определяется, как состояние масляного фильтра, так и степень соответствия используемого в двигателе моторного масла условиям эксплуатации автомобиля и уровень его загрязненности.
Важным преимуществом предлагаемого фильтра с сигнальным устройством является то, что он может устанавливаться на любой автомобиль, в том числе и уже находящийся в эксплуатации, как в условиях автосервиса, так и самостоятельно владельцем машины в качестве дополнительной опции. В то же время, как было отмечено, предлагаемый масляный фильтр может эксплуатироваться и в автомобиле, не оснащенном сигнальным устройством в качестве опции. В этом случае, заглушка 9 остается на месте в горловине 7 фильтра, а замена масляного фильтра производится в соответствие с действующим регламентом технического обслуживания автомобиля.