УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ МАСЛА, ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПАРЫ ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО-ГИЛЬЗА ЦИЛИНДРА, ВСТРОЕННОЕ В СИСТЕМУ ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Заявленное техническое решение относится к области двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может применяться как в транспортных, так и в стационарных ДВС.
Из настоящего уровня техники известно устройство пат. №2122645 публ. 27.11.1998, в котором щуп (указатель уровня масла в картере ДВС) устанавливается отдельно в блоке цилиндров ДВС, и, при небрежной установке щупа или износе уплотнения на щупе, возможен прорыв в атмосферу масляно-воздушной смеси и картерных газов. При замерах уровня масла (извлечении щупа) стекающие на поверхность почвы капли масла, а также ветошь, используемая каждый раз для протирки щупа, загрязняют окружающую среду.
Известно техническое решение пат. №54633 публ. 10.07.2006, в котором, как и в предлагаемом техническом решении, отдельный штуцер для масляного щупа отсутствует, а отверстие для установки щупа выполнено в штуцере рядом с трубопроводом системы вентиляции картера ДВС, что повышает удобство при замерах, но система остается открытой и вышеуказанные недостатки не устранены.
Из курса теории ДВС известно, что, чем больше износ пары поршневое кольцо-гильза цилиндра, тем большее количество картерных газов из цилиндров прорываются в картер ДВС, ухудшая его экологические свойства. Контроль за увеличивающимся в результате износа количеством картерных газов позволяет не допустить чрезмерного износа пары поршневое кольцо-гильза цилиндра и улучшить экологические свойства ДВС.
Устройство пат. №2343445 публ. 10.01.2009. позволяет контролировать расход картерных газов, как и предлагаемое техническое решение.
Недостатком данного устройства является невозможность его использования в процессе ежедневной эксплуатации, так как для его применения требуется использование мерной емкости и перекрытие системы вентиляции картера.
Наиболее близким аналогом является устройство пат. №54633 публ. 10.07.2006.
Вышеуказанные недостатки устраняются предлагаемым техническим решением.
Задачей заявленного технического решения является улучшение экологических свойств ДВС.
Указанная задача достигается тем, что предлагаемое устройство по одному из нескольких вариантов исполнения содержит неподвижный трубопровод системы вентиляции картера ДВС Фиг.1, установленный герметично снаружи на штуцер 2, расположенный в нижней части (блоке цилиндров) ДВС 3 вблизи поддона 4 с определенным уровнем масла 5 и соединенный так же герметично со штуцером 6, через который картерные газы и пары масла попадают в ДВС 3 фиг.2.
Подвижная часть предлагаемого устройства, которая выполнена как единое целое или из отдельных элементов, содержит поплавок 7, находящийся в положении, соответствующем уровню масла 5 в поддоне 4 и соединенный ребрами жесткости с поплавком 8. Ребра жесткости в сечении А-А имеют вид, показанный на фиг.3 и выполняют функцию направляющих, позволяющих поплавкам 7 и 8 двигаться совместно внутри штуцера 2 без перекосов и заклинивания, а также пропускать картерные газы и пары масла в направлении, показанном стрелками на фиг.1. Радиальные размеры поплавка 8 должны быть больше внутреннего диаметра штуцера 2, чтобы не допустить опускания подвижных частей устройства в поддон 4 при отсутствии масла 5 в поддоне 4 фиг.1. Поплавок 8 соединен со штоком 9, имеющим несколько ребер жесткости 10, обеспечивающих беспрепятственное движение штока 9 внутри и вдоль оси трубопровода 1, как на прямых участках, так и на изгибах, в которых выполнены отверстия для протекания картерных газов и паров масла вид В фиг.4.
Для визуального контроля за положением штока 9 трубопровод 1 должен быть изготовлен прозрачным целиком или с установкой вставки с прозрачными стенками в любом удобном для наблюдения месте. Например, для легкового автомобиля прозрачной должна быть, как минимум, верхняя ближняя к капоту и близкая к горизонтальной часть трубопровода 1 вид С фиг 5. Возможно применение дистанционной системы контроля, в которой в качестве датчика может использоваться подвижная часть предлагаемого устройства (принцип обтекания поплавка - широко применяемые ротаметры). Данные могут быть выведены на панель приборов автомобиля, или поступать в регистрирующее устройство.
На поверхности трубопровода 1 фиг.5. нанесены линии с положениями min и max для контроля уровня масла, а далее по ходу движения картерных газов и паров масла расположена шкала, показывающая степень износа (техническое состояние) пары поршневое кольцо-гильза цилиндра, состоящая из трех зон разного цвета:
зона А - зеленый - эксплуатация двигателя разрешена
зона В - желтый - эксплуатация двигателя допускается
зона С - красный - эксплуатация двигателя запрещается
Краткое описание чертежей.
Фиг.1 - Общая схема одного из вариантов предлагаемого устройства.
Фиг.2 - Схема подсоединения трубопровода к входному штуцеру ДВС.
Фиг.2 - Вид ребер жесткости в поперечном сечении, соединяющих поплавки, по одному из вариантов исполнения.
Фиг.3 - Вид на поверхность ребра жесткости штока по одному из вариантов исполнения.
Фиг.4 - Вид снаружи разметки шкал для контроля уровня масла и износа (технического состояния) пары поршневое кольцо-гильза цилиндра по одному из вариантов исполнения.
Предлагаемое устройство по одному из нескольких вариантов исполнения содержит неподвижный трубопровод системы вентиляции картера, установленный герметично снаружи штуцера, расположенного в нижней части ДВС вблизи картера с определенным уровнем масла в поддоне и соединенным также герметично со штуцером, через который картерные газы и пары масла попадают в ДВС. Подвижная часть предлагаемого устройства, которая, в различных вариантах исполнения, выполнена как единое целое или из отдельных элементов, содержит поплавок, находящийся в положении, соответствующем уровню масла в поддоне и соединенный ребрами жесткости со вторым поплавком, которые позволяют им совместно двигаться вдоль штуцера без перекосов и заклинивания, а также пропускать картерные газы и пары масла. Радиальные размеры поплавка, соединенного со штоком, который является и указателем, должны быть больше диаметра штуцера, чтобы не допустить опускание в картер поплавков и штока при отсутствии масла в картере. Для визуального контроля за положением штока трубопровод изготовлен целиком или частично из прозрачного материала. В зависимости от варианта исполнения для регистрации данных применяется дистанционная система, датчиками в которой служат подвижные части заявленного устройства.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При неработающем двигателе подвижная часть устройства (поплавки 7 и 8 соединенные ребрами жесткости и шток 9 с ребрами жесткости 10) под действием сил тяжести опускаются вниз в поддон 4 и останавливаются в соответствии с уровнем масла 5 в поддоне 4, в которое погружается поплавок 7. При этом, например, крайняя к штуцеру 6 поверхность ребра жесткости 10 штока 9 будет указывать уровень масла 5 в картере 4 (между линиями min и max) фиг.5.
При работающем двигателе на любой (выбранной) частоте вращения на режиме холостого хода (а при использовании известной дистанционной ситемы контроля и на режимах работы под нагрузкой) картерные газы и пары масла из объема между блоком цилиндров ДВС 3 и поддоном 4 перетекают через штуцер 2 между ребрами жесткости, соединяющими поплавки 7 и 8, как показано стрелками на фиг.1 и, обтекая поплавок 8, поднимают его на определенную величину в направлении потока. Чем сильнее поток, который и определяет степень износа (техническое состояние пары поршневое кольцо-гильза цилиндра) - тем набольшую высоту поднимется поплавок 8. Регистрация положения поплавка 8 - по поверхности, например, крайней поверхности ребра жесткости 10 штока 9 будет указывать результат на шкалах, обозначенных различным цветом фиг.5. Режимы работы, на которых производится контроль степени износа пары поршневое кольцо-гильза цилиндра определяется разработчиком двигателя.
Возможно изготовление предлагаемого устройства из неметаллических материалов, например, полиамида, что упростит процесс утилизации двигателя.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является герметичность предлагаемого устройства без попадания масла и картерных газов на почву и в атмостферу, своевременная информация о наобходимости ремонта и упрощения процесса утилизации двигателя.