УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА МАСЛА НА УГАР В ДВС

Полезная модель относится к области машиностроения, и может быть использована для определения расхода масла на угар при испытаниях ДВС.
Известен способ определения расхода масла в двигателях внутреннего сгорания, в котором используется устройство, содержащее картер двигателя внутреннего сгорания, через втулку, ввинченную в отверстие его дна, сообщенный трубками, имеющими запорные краны, с бачком, который установлен на неподвижной подставке (см. патент на изобретение Su №99612, МПК G01F 23/20, опубликовано в бюл. №12 за 1954).
2
Известно устройство для измерения уровня жидкости, содержащее калиброванный измерительный сосуд, сообщающийся гибкой трубкой с контролируемой емкостью и установленный на силоизмерительном элементе, при этом силоизмерительный элемеш выполнен в виде консольно укрепленной на подвижной опоре пьезоэлектрической биморфной пластины, питаемой от генератора стабильной частоты и соединенной с компенсационной схемой измерения, исполнительный механизм которого выполнен в виде вращаемого от реверсивного двигателя червячного вала (см. патент на изобретение Su №742856, МПК G01F 23/20, опубликовано 25.06.1980)
Известно устройство для измерения расхода масла, содержащее циркуляционный масляный бак, измерительный бак с весами, насос и систему трубопроводов, соединяющих циркуляционный и измерительный баки, при этом циркуляционный масляный бак выполнен из двух секций, соединенных узкой горловиной, в которой установлен патрубок сливного трубопровода, имеющий форму сифона (см. патент на изобретение Su №488988, МПК G01F 3/00, опубликовано 25.10.1975)
Известно устройство для определения расхода масла в двигателе внутреннего сгорания, содержащее мерную трубку, сообщающуюся с картером двигателя, быстросъемную муфту для соединения с картером и отсечной кран, сильфом, расположенный между сливной трубкой и отсечным краном, причем сильфон заключен в цилиндрический кожух, верхняя часть которого выполнена подвижной относительно нижней (см. патент на изобретение Su №410255, МПК G01F 3/20, опубликовано 05.01.1974).
Известно устройство для определения расхода масла на угар в ДВС, содержащее мерный сосуд, установленный на весоизмерительном приспособлении и подключенный к масляному резервуару через первый насос для непрерывного откачивания масла из мерного сосуда в резурвуар и через второй насос большей производительности - для непрерывного закачивания масла из резервуара в мерный сосуд, при этом заборный патрубок второго насоса выполнен с одним заборным отверстием и установлен с возможностью перемещения внутри резервуара относительно уровня масла в нем посредством механизма привода и с возможностью фиксации посредством фиксирующего узла, датчик разрежения, подключенным к внутренней полости заборного патрубка и связанным с входом блока управления, выходы которого связаны с упомянутыми механизмом привода для перемещения заборного патрубка и фиксирующим узлом (см. патент на изобретение №2027032, МПК F01M 11/10 (1995.01), G01M 15/00 (1995.01), G01F 9/00 (1995.01), опубликовано 20.01.1995).
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является устройство для определения уровня масла в ДВС на испытательном стенде, содержащее поддон двигателя, установленный на испытательном стенде, соединительные шланги и клапан, установленные в бобышку поддона, масломерное устройство со шкалой, измерительную емкость, измерительную головку, установленную на стойке с возможностью вертикального перемещения, на которой закреплена измерительная трубка со сливным желобом, и масломерное устройство, выполненное в виде зрительной трубки, связанные соединительными шлангами через тройник с соединительным шлангом поддона двигателя, кроме того, на измерительной головке закреплен кронштейн с шарнирно установленной на нем горизонтальной планкой (см. патент на полезную модель №170731, МПК G01M 15/04 (2006.01), G01F 23/02 (2006.01), G01F 23/20 (2006.01), G01F 9/00 (2006.01), опубликовано 04.05.2017).
Известные решения в большинстве случаев не имеют достаточной точности измерения. Кроме того, нет возможности в проведении автоматизации измерения определения расхода масла на угар частичным сливом как на остановленном двигателе, так и при его работе на стационарном режиме.
Задачей данной полезной модели является повышение точности измерения уровня масла и расхода масла на угар в ДВС.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для определения расхода масла на угар в ДВС, содержащее поддон двигателя, установленный на испытательном стенде, соединительные шланги, масломерное устройство со шкалой, измерительную емкость, измерительную головку, установленную на стойке с возможностью вертикального перемещения, на которой закреплена измерительная трубка со сливным желобом и масломерное устройство, выполненное в виде зрительной трубки, связанные соединительными шлангами через тройник с соединительным шлангом поддона двигателя, дополнительно содержит маслозаборник, установленный на стойке и регулируемый по высоте, электроуправляемый масляный насос, связанный с поддоном через соединительные шланги, специальный зонд, установленный в бобышку поддона, электромагнитные клапаны, связанные через соединительные шланги с блоком соединения, электронные весы для взвешивания слитого масла, кроме того, на блоке соединений расположен датчик давления.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что устройство для определения расхода масла на угар в ДВС дополнительно содержит маслозаборник, установленный на стойке и регулируемый по высоте, электроуправляемый масляный насос, связанный с поддоном через соединительные шланги, специальный зонд, установленный в бобышку поддона, электромагнитные клапаны, связанные через соединительные шланги с блоком соединения, электронные весы для взвешивания слитого масла, кроме того, на блоке соединений расположен датчик давления, позволяет обеспечить необходимую точность измерения уровня масла в поддоне ДВС.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Полезная модель поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - Устройство для определения расхода масла на угар в поддоне ДВС, вид общий;
фиг. 2 - то же, вид при предварительном откачивании масла из поддона и частичном сливе масла в емкость;
фиг. 3 - то же, вид при откачивании масла из измерительной емкости;
фиг. 4 - то же, вид при откачивании масла из поддона в дополнительную внешнюю емкость;
фиг. 5 - то же, вид при откачивании масла из дополнительной внешней емкости в поддон;
фиг. 6 - то же, вид при испытаниях.
Устройство для определения расхода масла на угар в ДВС содержит поддон 1 двигателя, установленный на испытательном стенде 2 с подмоторной плитой, соединительные шланги 3, 4, 5, 6, 7, масломерное устройство со шкалой, выполненное в виде зрительной трубки 8, измерительную головку 9, измерительную трубку 10 со сливным желобом 11. Зрительная трубка 8 закреплена на измерительной головке 9 через винтовой зажим 12, а сама измерительная головка 9 зафиксирована в вертикальном положении при помощи регулирумых на стойке 13 гаек 14, 15. Измерительная головка 9 установлена на стойке 13 с возможностью вертикального перемещения. Измерительная головка 9 и измерительная трубка 10 связаны соединительными шлангами 4, 5 через патрубок 16 с соединительным шлангом поддона 1 двигателя.
Для визуального определения положения измерительной головки 9 на стойке 13 и маслозаборника 19 на стойке 18 по высоте на основании 17 закреплена вертикальная шкала (на чертеже не показана), а к измерительной головке 9 и маслозаборнику 19 закреплен стрелочный указатель (на чертеже не показан).
На стойке 18 установлен регулируемый по высоте маслозаборник 19. Маслозаборник 19 связан соединительным шлангом 6 с соединительным шлангом поддона 1 двигателя. Кроме того, в устройстве расположен электроуправляемый масляный насос 20, связанный с поддоном 1 соединительными шлангами 3 и 7. В бобышку поддона 1 установлен специальный зонд 21, позволяющий проводить независимые друг от друга действия по сливу, откачиванию и возврату масла. Зонд 21 и блок соединений 22 соединяют соединительные шланги 3 и 7. В блоке соединений 22 расположены электромагнитные клапаны 23, 24, 25, 26, 27, управление которыми осуществляется через блок управления 28. Использование электромагнитных клапанов 23, 24, 25, 26, 27 позволяет проводить действия как в ручном через панель управления на дисплее компьютера, так и в автоматическом режимах работы устройства, то есть обеспечивают автоматизацию процесса измерений. Блок соединений 22 и блок управления 28 соединены между собой соединительными трубопроводами. На блоке соединений 22 установлены электронные весы 29 для взвешивания слитого масла и датчик давления 30, при этом напротив края сливного желоба 11 расположена измерительная емкость 31. Блок управления 28 для автоматизации испытаний имеет возможность соединения со стендовым компьютером (на чертеже не показан).
Устройство работает следующим образом.
При заполнении поддона 1 двигателя маслом, герметизируемая емкость 32 находится в открытом состоянии, измерительная головка 9 поднимается по стойке 13 в верхнее положение, на электронные весы 29 напротив края сливного желоба 11 устанавливается измерительная емкость 31. Выставляется положение маслозаборника 19 на его стойке 18 таким образом, чтобы нижняя его часть отстояла примерно на 3 мм от дна измерительной емкости 31. Открывается электромагнитный клапан 24 блока соединений 22, масло перетекает по соединительным шлангам 3, 4, 5, занимает определенный уровень по принципу сообщающихся сосудов в измерительной трубке 10 измерительной головки 9 и предварительно установленной зрительной трубке 8. Для визуализации фактического уровня масла в поддоне 1 двигателя, гайки 14 и 15 ослабляются и измерительная головка 9 медленно перемещается вниз. Как только на верхнем срезе измерительной трубки 10 появится поверхность масла положение измерительной головки 9 фиксируется гайками 14 и 15, кроме этого зрительная трубка 8 крепится в винтовом зажиме 12 так, чтобы уровень масла в ней совпадал конкретно выбранному значению ее шкалы.
Проводится заполнение откачивающей магистрали и перекачивание масла в измерительную емкость 31 из поддона 1 при соответствующих положениях электромагнитных клапанов 24, 25, 26. 27 и включенном насосе 20 до тех пор, пока не заполнится измерительная емкость 31, сигнал на отключение насоса может быть связан с предельным значением массы масла на весах 29. Управление электромагнитными клапанами 23, 24, 25, 26, 27 масляным насосом 20 осуществляется через блок управления 28. После заполнения измерительной емкости 31 электромагнитные клапана 24, 25, 26, 27 занимают положение соответствующее процессу откачки масла из нее, включается масляный насос 20 и масло откачивается в поддон 1 двигателя так, чтобы был исключен захват воздуха маслозаборником 19. Затем электромагнитные клапана 24, 25, 26, 27 занимают положение соответствующее процессу откачки масла из поддона 1 двигателя в дополнительную внешнюю емкость 17, включается масляный насос 20 и масло откачивается до ее заполнения на одну треть, при достижении условия масляный насос 20 отключается. После этого электромагнитные клапана 24, 25, 26, 27 занимают положение соответствующее процессу возврата масла в поддон 1 двигателя из дополнительную внешней емкости 33, включается масляный насос 20 и масло откачивается до момента исключения подхвата воздуха при откачивании. Доливается масло в двигатель до выбранного уровня.
Определение расхода масла на угар по значениям масс частично слитого масла до и после испытаний двигателя на выбранном режиме испытаний двигателя.
Двигатель прогревается до рабочих температур и определяется уровень масла в поддоне 1 двигателя на режиме испытаний по сигналу датчика 30 давления, расположенного на блоке соединений 22. Двигатель останавливается, открывается электромагнитный клапан 23 на блоке соединений 22 в положениях электромагнитных клапанов 24, 25, 26, 27 и включенном насосе 20 до тех пор, пока не заполнится измерительная емкость 31, сигнал на отключение насоса может быть связан с предельным значением массы масла на электронных весах 29. Ослабляются гайки 14 и 15, измерительная головка 9 перемещается вниз. Как только на верхнем срезе измерительной трубки 10 появится поверхность масла, положение измерительной головки 9 фиксируется гайками 14 и 15, кроме этого визуально определяется положение измерительной головки 9 по высоте на стойке 13, фиксируется значение вертикальной шкалы для возможного последующего использования параметра высоты. Закрывается электромагнитный клапан 23 на блоке соединений 22, одновременно электромагнитные клапана 24, 25, 26, 27 занимают положение соответствующее процессу откачки масла из нее, включается масляный насос 20 и масло откачивается в поддон 1 двигателя так, чтобы был исключен захват воздуха маслозаборником 19. Масса оставшегося масла на электронных весах 29 фиксируется. Двигатель запускается и работает на выбранном режиме заданное время, отслеживается сигнал датчика 30 давления, расположенного на блоке соединений 22. После выполнения периода работы на выбранном режиме, двигатель останавливается. Электромагнитный клапан 23 открывается и производится частичный слив масла в течение заданного времени из поддона 1 двигателя. На электронных весах 29 определяется масса слитого масла, по разнице масс масла слитого до и после испытаний двигателя определяется абсолютное значение расходуемого на «угар» масла, при определении среднего расхода топлива рассчитывается расход масла на «угар» в процентах.
Определение расхода масла на угар по значениям масс частично слитого масла в ходе испытаний двигателя на выбранном стационарном режиме.
Двигатель прогревается до рабочих температур и определяется уровень масла в поддоне 1 двигателя при работе на стационарном режиме испытаний по сигналу датчика 30 давления, расположенного на блоке соединений 22. Двигатель останавливается, определяется масса масла находящегося в дополнительной внешней емкости 33. Затем электромагнитные клапана 24, 25, 26, 27 занимают положение соответствующее процессу откачки масла из поддона 1 двигателя в дополнительную внешнюю емкость 33, включается масляный насос 20 и масло откачивается до момента, когда значение сигнала на датчике 30 давления будет близко к значению, полученному при испытаниях на стационарном режиме. Визуально определяется положение измерительной головки 9 по высоте на стойке 13, фиксируется значение вертикальной шкалы для возможного последующего использования параметра высоты. Затем электромагнитные клапана 24, 25, 26, 27 занимают положение соответствующее процессу откачки масла из поддона 1 двигателя в измерительную емкость 31, включается масляный насос 20 и масло откачивается пока не заполнится измерительная емкость 31. Сигнал на отключение насоса может быть связан с предельным значением массы масла на электронных весах 29. Открывается электромагнитный клапан 23 на блоке соединений 22, ослабляются гайки 14 и 15, измерительная головка 9 перемещается вниз. Как только на верхнем срезе измерительной трубки 10 появится поверхность масла положение измерительной головки 9 фиксируется гайками 14 и 15, закрывается электромагнитный клапан 23 на блоке соединений 22, одновременно электромагнитные клапана 24, 25, 26, 27 занимают положение соответствующее процессу откачки масла из измерительной емкости 31. Включается масляный насос 20 и масло откачивается в поддон 1 двигателя так, чтобы был исключен захват воздуха маслозаборником 19. Масса оставшегося масла на электронных весах 29 фиксируется. После этого электромагнитные клапана 24, 25, 26, 27 занимают положение соответствующее процессу возврата масла в поддон 1 двигателя из дополнительной внешней емкости 33, включается масляный насос 20 и масло откачивается до момента исключения подхвата воздуха при откачивании. Определяется масса масла находящегося в дополнительной внешней емкости 33. Картер 1 двигателя соединяется газовой связью с внутренним пространством герметизируемой емкости 32.
Двигатель запускается и работает на выбранном стационарном режиме заданное время, отслеживается сигнал датчика 30 давления, расположенного на блоке соединений 22. При этом проводят последовательно следующие этапы: предварительный частичный слив масла при помощи масляного насоса 20 с ориентированием на сигнал датчика 30 давления; окончательный частичный слив масла через измерительную трубку 10 при открытом электромагнитном клапане 23; определение массы слитого масла в измерительную емкость 31 на электронных весах 29 за установленный период времени; возврат слитого масла в поддон 1 двигателя; определение массы оставшегося масла в измерительной емкости 31 на электронных весах 29 и определение разницы масс слитого и оставшегося масла.
После последнего этапа испытаний двигатель останавливают. Определяют абсолютное значение расхода масла на «угар» за период испытаний как среднее значение разницы масс слитого и оставшегося масла с учетом разницы масс в дополнительной внешней емкости. После определения среднего расхода топлива за период испытаний определяется значение расход масла на «угар» в процентах
Техническое решение позволяет создать устройство, позволяющее повысить точность измерения уровня масла на испытательном стенде, кроме того, проводить автоматизировано измерения для определения расхода масла на угар методом частичного слива как на остановленном двигателе, так и при его работе на стационарном режиме.
Заявляемая полезная модель соответствует требованию промышленной применимости, его реализация возможна на стандартном технологическом оборудовании.