Устройство оценки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания

Предлагаемое техническое решение относится к технике диагностирования цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, в частности к оценке технического состояния поршневых колец по расходу картерных газов, и может быть использовано для предварительной диагностики на этапах эксплуатации, так и при техническом обслуживании автотранспортного средства.
Из существующего уровня техники известен способ оценки состояния двигателя внутреннего сгорания (Заявка на изобретение №2015116392 «Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания», МПК G01M 15/00, G01M 15/04 - опубл. от 20.11.2016), в котором по времени достижения заданного давления в картере двигателя при работе двигателя в режиме холостого хода изолируют полость картера двигателя от атмосферы, регистрируют величину давления картерных газов за фиксированный промежуток времени, значение величины давления картерных газов сравнивают с нормативным и на основании этого оценивают техническое состояние цилиндропоршневой группы двигателя.
Недостатками данного технического решения являются:
- высокая трудоемкость процесса измерения, которая обусловлена изоляцией полостей картера двигателя (отверстие сапуна, установочного отверстия масляного щупа и т.д.) от атмосферы.
Известен способ (Патент РФ №2213338 «Способ оценки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания», МПК G01M 15/00 - опубл. от 27.09.2003), включающий измерение компрессии в цилиндре, проводимое дважды, после первого измерения проводят полную очистку цилиндропоршневой группы от нагара с помощью присадки-выносителя нагара, которую добавляют в топливо, полученные данные двух измерений сравнивают и сопоставляют с номинальными значениями компрессии в цилиндре для данного двигателя и по результатам сравнения оценивают техническое состояние.
Недостатками данного технического решения являются:
- высокая сложность процесса измерения, которая связана с отключением топливной системы и демонтажем свечей зажигания;
- не возможность осуществления оперативного контроля состояния цилиндропоршневой группы.
Известен способ (Патент РФ №2212025 «Способ оценки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания», МПК G01M 15/00 - опубл. от 10.09.2003), по которому в качестве диагностического параметра, характеризующему прорыв отработавших газов в картер двигателя, используют измеряемое на холостом ходу двигателя при номинальной частоте вращения коленвала время нарастания давления отработавших газов в картере от момента изолирования полости картера от атмосферы до момента достижения заданного уровня давления в картере.
Недостатками данного технического решения являются:
- конструктивная сложность, так как диагностика проводится с использованием опроса датчиков установленных на двигателе автомобиля;
- высокая трудоемкость, так как требуется обладание определенными знаниями и навыками в области диагностики двигателя внутреннего сгорания, а также наличие специального оборудования (осциллографа).
Известен способ оценки состояния двигателя внутреннего сгорания (Заявка на изобретение №2009116083/06 «Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания», МПК G01M 15/00 - опубл. от 10.11.2010), по которому определяют расход картерных газов на выпуске из маслозаливной горловины, установленной на картере двигателя. При этом определение расхода картерных газов на выпуске из картера осуществляют
на пусковом режиме. Затем полученное значение сравнивают с нормативным и, на основании этого оценивают техническое состояние цилиндропоршневой группы.
Недостатками данного технического решения являются:
- высокая сложность процесса измерения, которая связана с необходимостью отключения системы питания двигателя, так как определение расхода картерных газов осуществляют на пусковом режиме;
- относительно низкая точность определения расхода картерных газов из-за неодинаковой частоты вращения стартера на пусковом режиме.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является полезная модель (Патент №108141 «Устройство для определения технического состояния цилиндропоршневой группы дизельного двигателя по параметрам картерных газов», МПК G01L 13/00 - опубл. от 10.09.2011), которая содержит средство измерения объемного расхода картерных газов, выполненное в виде датчика расхода дифференциального типа, и средство индикации результатов измерений. При этом датчик расхода дифференциального типа выполнен в виде датчика с электрическим выходом сигнала, средство индикации выполнено в виде цифрового дисплея, а устройство дополнительно снабжено датчиком давления картерных газов, датчиком температуры картерных газов, усилителем сигналов, поступающих от датчиков, и микроконтроллером, причем выходы всех датчиков подключены к соответствующим входам усилителя, соответствующие выходы которого подключены к соответствующим входам микроконтроллера, а выход микроконтроллера подключен к входу цифрового дисплея.
Недостатками данного технического решения являются:
- относительно высокая сложность процесса измерения, которая связана с необходимостью установки пьезоэлектрического датчика на топливопроводе высокого давления;
- необходимость использования справочных материалов и проведение вычислений для оценки технического состояния цилиндропоршневой группы.
Задачи, на решение которых направлено заявленное техническое решение заключаются в уменьшение трудоемкости процесса измерения, а также возможности оперативного проведения оценки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания.
Данные задачи достигаются за счет того, что устройство оценки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, которое содержит средство измерения объемного расхода картерных газов, датчик температуры картерных газов, микроконтроллер, выход которого подключен к входу цифрового дисплея, дополнительно включает в себя корпус, выполненный из жесткого пластика с возможностью герметичного соединения с маслозаливной горловиной двигателя при помощи манжеты, а средство измерения объемного расхода картерных газов представляет собой крыльчатку, жестко закрепленную на корпусе устройства с возможностью вращения вокруг своей оси, и датчик количества оборотов с электрическим выходом сигнала, причем выходы всех датчиков подключены к соответствующим входам микроконтроллера, в чип-памяти которого содержится база нормативных значений (скорость потока и температура картерных газов) для конкретной модели двигателя.
Техническим результатом, обеспечиваемым данным техническим решением, является упрощение процесса измерения количества картерных газов за счет установки данного устройства на маслозаливной горловине посредством манжеты, обеспечивающей его герметичное соединение, и содержания всех датчиков в корпусе устройства, а также осуществление оперативной оценки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания за счет того, что микроконтроллер выводит на цифровой дисплей информацию о состоянии цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, после обработки поступающих с датчиков показаний и сравнения их с нормативными значениями, содержащимися в чип-памяти устройства.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 показан вид сбоку (слева) устройства, обеспечивающего оценку технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания.
На фигурах обозначены: корпус 1 выполненный из жесткого пластика, крыльчатка 2 с возможностью вращения вокруг своей оси, датчик количества оборотов 3, датчик температуры 4, микроконтроллер 5, включающий в себя чип-память 10, источник питания 6, цифровой дисплей 7, манжета 8 для герметичного соединения устройства с маслозаливной горловиной и кнопка «включение-выключение» 9 устройства.
Принцип действия данного устройства, для электропитания микроконтроллера 5 которого предусмотрен источник питания 6 напряжением 3 вольта, основан на учете количества картерных газов, прорвавшихся через неплотности цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания. Определение количества прорвавшихся картерных газов можно проводить как на прогретом, так и непрогретом двигателе в режиме холостого хода, фиксируя при этом температуру картерных газов с помощью датчика температуры 4. Включение устройства производится путем нажатия на кнопку «включение-выключение» 9, затем устройство закрепляется на маслозаливной горловине двигателя, при помощи манжеты 8. За счет того, что прорвавшиеся картерные газы вытесняются под давлением и выходят через открытое отверстие маслозаливной горловины, происходит раскручивание крыльчатки 2 устройства, жестко закрепленной на корпусе 1, выполненной с возможностью вращения вокруг своей оси. Частота вращения крыльчатки 2 фиксируется датчиком количества оборотов 3, при этом температура потока картерных газов считывается датчиком температуры 4. Далее, микроконтроллер 5 обрабатывает полученные с датчиков 3 и 4 данные о скорости потока и температуре картерных газов и сравнивает их с базой нормативных значений, запрограммируемых в чип-памяти 10 микроконтроллера 5 для конкретной модели двигателя, и на основании этого оценивается техническое состояние цилиндропоршневой группы. Затем микроконтроллер 5 выводит на цифровой дисплей 7 информацию о «хорошем», «удовлетворительном» или «неудовлетворительном» состоянии цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания.
Таким образом, предложенное устройство позволит достоверно и оперативно определять техническое состояние цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания.