Какие бывают и как работают датчики системы смазки двигателя
Для корректной работы системы смазки двигателя применяется целый комплекс датчиков. Они позволяют контролировать уровень (объем), давление, качество (степень загрязненности) и температуру моторного масла. В современных автомобилях используются как механические, так и электрические (электронные) датчики. Их основной задачей является фиксирование любых отклонений состояния системы от нормальных параметров и подача соответствующей информации на индикаторы приборной панели автомобиля.
Назначение и устройство датчика давления масла
Датчики давления масла являются одними из самых значимых в системе. Они одними из первых реагируют на возникновение мельчайших неисправностей в работе двигателя. Датчики давления могут располагаться в разных местах: вблизи головки блока цилиндров, возле ремня ГРM, рядом с масляным насосом, на кронштейнах до фильтра и т.д.
В различных типах двигателей может быть один или два датчика давления масла.
Первый – аварийный (низкого давления), который определяет, есть ли давление в системе, и при его отсутствии сигнализирует включением контрольной лампы неисправности на приборной панели автомобиля.
Второй – контрольный, или абсолютного давления.
Если на приборной панели автомобиля загорелась “красная масленка” – дальнейшее движение на автомобиле запрещено! Игнорирование этого требования может грозить серьезными неприятностями в виде капитального ремонта двигателя.
Автомобилистам на заметку. Контрольные лампы на приборной панели не просто так имеют разные цвета. Любые индикаторы неисправности красного цвета запрещают дальнейшее движение автомобиля. Желтые индикаторы говорят о том, что нужно обратиться в сервис в ближайшее время.
Принцип работы аварийного датчика
Это обязательный тип датчика для всех автомобилей. Конструктивно он очень прост и состоит из следующих элементов:
Аварийный датчик и лампа индикатора включены в общую электрическую цепь. Когда двигатель выключен и давления нет, мембрана находится в прямом положении, контакты цепи замкнуты, а толкатель полностью задвинут. В момент запуска двигателя на электронный датчик подается напряжение, и лампочка на приборной панели загорается на некоторое время, пока в системе не установится нужный уровень давления масла.
Оно воздействует на мембрану, которая перемещает толкатель и размыкает контакты цепи. При падении давления в системе смазки мембрана вновь выпрямляется, и цепь замыкается, включая лампочку-индикатор.
Как работает датчик абсолютного давления
Он представляет собой аналоговый прибор, отображающий текущий показатель давления в системе при помощи указателя стрелочного типа. Конструктивно типовой механический датчик для снятия показаний давления масла состоит из:
корпуса;
мембраны (диафрагмы);
толкателя;
ползунка;
нихромовой обмотки.
Датчики абсолютного давления могут быть реостатными или импульсными. В первом случае его электрическая часть – это фактически реостат. При работе двигателя в системе смазки возникает давление, воздействующее на мембрану и, как следствие, толкатель изменяет положение ползунка, расположенного на пластине с обмоткой из нихромовой проволоки. Это приводит к изменению сопротивления и перемещению стрелки аналогового индикатора.
Реостатный датчик абсолютного давления масла
Импульсные датчики оснащены термобиметаллической пластиной, а их преобразователь состоит из двух контактов: верхнего – пластина со спиралью, соединенная со стрелкой индикатора, и нижнего. Последний контактирует с диафрагмой датчика и замкнут на массу (заземление на корпус автомобиля). Через верхний и нижний контакты преобразователя протекает ток, нагревающий его верхнюю пластину и провоцирующий изменение положения стрелки. Биметаллическая пластина в датчике также деформируется и размыкает контакты до момента охлаждения. Это обеспечивает постоянное замыкание и размыкание цепи. Различный уровень давления в системе смазки оказывает определенное воздействие на нижний контакт и изменяет время размыкания цепи (остывание пластины). В результате на электронный блок управления, а далее на стрелочный указатель подается различная величина тока, которая и определяет текущее показание давления.
Датчик уровня масла, или электронный щуп
В последнее время все больше автопроизводителей отказываются от использования классического щупа для проверки уровня масла в двигателе в пользу электронных датчиков.
Датчик уровня масла (иногда его еще называют электронный щуп) в автоматическом режиме контролирует уровень в процессе эксплуатации автомобиля и отправляет показания на приборную панель водителю. Как правило, он расположен в нижней части двигателя, на поддоне или вблизи масляного фильтра.
Датчик уровня и температуры масла
Конструктивно датчики уровня масла разделяются на следующие типы:
Механический, или поплавковый. Он состоит из поплавка, оснащенного постоянным магнитом, и вертикально ориентированной трубки с герконом. При изменении объема масла поплавок перемещается вдоль трубки и при достижении минимального уровня геркон замыкает цепь и подает напряжение на соответствующую лампу-индикатор на приборной панели.
Тепловой. В основе этого прибора используется термочувствительная проволока, на которую подается небольшое напряжение для разогрева. После достижения заданной температуры напряжение отключается и проволока охлаждается до температуры масла. В зависимости от того, сколько времени при этом проходит, определяется объем масла в системе и подается соответствующий сигнал.
Электротермический. Этот тип датчиков является подвидом теплового. В его конструкции также использована проволока, изменяющая сопротивление в зависимости от температуры нагрева. При погружении такой проволоки в моторное масло ее сопротивление снижается, что позволяет определять объем масла в системе по величине выходного напряжения. Если уровень масла низкий, датчик подает сигнал блоку управления, который сопоставляет его с данными о температуре смазки и сигнализирует включением индикатора.
Ультразвуковой. Он представляет собой источник ультразвуковых импульсов, направленных в поддон картера. Отражаясь от поверхности масла, такие импульсы возвращаются на приемник. Время прохождения сигнала от момента отправки, до его возврата и определяет количество масла.
Как устроен датчик температуры масла
Датчик контроля температуры моторного масла – необязательный элемент системы смазки. Его главной задачей является измерение уровня нагрева масла и передачи соответствующих данных на индикатор приборной панели. Последний может быть электронным (цифровым) или механическим (стрелочным).
При различных температурах масло меняет свои физические свойства, что влияет на работу двигателя и показания других датчиков. Например, холодное масло обладает меньшей текучестью, что должно учитываться при получении данных об уровне масла. Если же моторное масло достигает температуры более 130°C, оно начинает гореть, что может привести к значительному снижению его качества.
Определить, где находится датчик температуры моторного масла, не сложно – чаще всего он устанавливается непосредственно в картере двигателя. В некоторых моделях автомобилей он объединен с датчиком уровня масла. В основе работы температурного датчика лежит использование свойств полупроводникового терморезистора.
При нагреве уменьшается его сопротивление, что изменяет величину напряжения на выходе, которое подается к электронному блоку управления. Анализируя полученные данные, ЭБУ соответственно заданным заранее параметрам настройки (коэффициентам) передает информацию на приборную панель.
Особенности работы датчика качества масла
Датчик, определяющий качество масла в двигателе, также является опциональным. Однако, поскольку при работе мотора в масло неизбежно попадают различные загрязнения (охлаждающая жидкость, продукты износа, нагар и т.д.), фактический срок его эксплуатации снижается, и ориентироваться на рекомендации производителя по срокам замены не всегда правильно.
Датчик качества масла в двигателе
Принцип работы датчика контроля качества моторного масла базируется на измерении диэлектрической проницаемости среды, которая изменяется в зависимости от химического состава. Именно поэтому он располагается таким образом, чтобы быть частично погруженным в масло. Наиболее часто это участок находится между фильтром и блоком цилиндров.
Конструктивно датчик для контроля качества масла представляет собой подложку из полимеров, на которую нанесены полосы из меди (электроды). Они попарно направлены навстречу друг к другу, образуя в каждой паре отдельный датчик. Это позволяет получать максимально корректную информацию. Половина электродов погружена в масло, которое обладает диэлектрическими свойствами, заставляя работать пластины как конденсатор. На встречных электродах формируется ток, поступающий на усилитель. Последний, исходя из величины тока, подает на ЭБУ автомобиля определенное напряжение, где происходит его сравнение с эталонной величиной. В зависимости от полученного результата контроллер может выдать сообщение о низком качестве масла на приборную панель.
Правильная работа датчиков системы смазки и контроль за состоянием масла обеспечивает правильную работу и увеличение срока службы двигателя, но главное – безопасность и комфорт эксплуатации автомобиля. Как и остальные детали, они требуют регулярного технического осмотра, проверки исправности, а также соответствующей замены при обнаружении поломки.
датчик уровня и качества масла двигателя внутреннего сгорания
Классы МПК:
G01F23/26 путем измерения емкости конденсаторов или индуктивности катушек, изменяющихся в присутствии жидких или сыпучих тел G01N11/00 Исследование свойств текучих сред, например определение вязкости, пластичности; анализ материалов путем определения их текучести
Автор(ы):
Евстифеев Б.В. , Земсков А.А.
Патентообладатель(и):
Государственное унитарное предприятие Всероссийский научно- исследовательский институт тепловозов и путевых машин Министерства путей сообщения Российской Федерации
Приоритеты:
Изобретение относится к конструированию машин, в частности к устройствам замера уровня и качества масла двигателей внутреннего сгорания, например тепловозов, путевых машин. Устройство содержит корпус с перегородкой внутри корпуса, монтажный канал, выполненный в перегородке, три электрода, крышку, два измерительных канала, электрический разъем, закрепленный в крышке, датчик температуры, центровочную шайбу, три изолирующие прокладки, подводящий канал, два фланца. Первый измерительный канал образован зазором между первым и вторым электродами и сообщен соответствующими каналами с окружающей средой. Электроды соединены соответствующими электрическими проводниками с электрическим разъемом. Первый электрод, перегородка и крышка скреплены с корпусом. Центровочная шайба выполнена из изоляционного материала. В третьем электроде выполнены верхний и нижний карманы. Подводящий канал выполнен в крышке и сообщен с верхним карманом третьего электрода и масляной магистралью двигателя. Второй измерительный канал образован зазором между вторым и третьим электродами и сообщен верхним и нижним перепускными каналами соответственно с верхним и нижним карманами третьего электрода. Первый и второй фланцы скреплены соответственно со вторым и третьим электродами. Первый электрод выполнен в виде стакана с донышком и сливным каналом в донышке. Второй электрод выполнен в виде цилиндра. Третий электрод скреплен с корпусом через перегородку, выполнен в виде стержня и предназначен для частичного размещения в масляной ванне двигателя. Первый, второй и третий электроды размещены концентрично: третий — внутри второго, второй — внутри первого. Изолирующие прокладки расположены: первая — между перегородкой корпуса и первым фланцем, вторым — между первым фланцем и вторым фланцем, третья — между вторым фланцем и крышкой. Технический результат состоит в возможности определения уровня масла в масляной ванне двигателя, повышении точности определения качества масла при принудительном массообмене масла в измерительном канале с маслом в масляной ванне двигателя и при непосредственном контакте датчика температуры с маслом. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Формула изобретения
1. Датчик уровня и качества масла двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус (1) с перегородкой (2) внутри корпуса (1), монтажный канал (3), выполненный в перегородке (2), первый электрод (4), второй электрод (7), крышку (13), измерительный канал (24), образованный зазором между первым (4) и вторым (7) электродами, электрический разъем (19), закрепленный в крышке (13), датчик температуры (20), центровочную шайбу (21), первую (15), вторую (16) и третью (17) изолирующие прокладки, причем первый электрод (4), перегородка (2) и крышка (13) скреплены с корпусом (1), первый (4) и второй (7) электроды предназначены для размещения в масляной ванне (35) и соединены электрическими проводниками (36) и (37) с электрическим разъемом (19), измерительный канал (24) сообщен каналами (29) и (30) с окружающей средой, а центровочная шайба (21) выполнена из изоляционного материала, отличающийся тем, что он снабжен третьим электродом (9), верхним (10) и нижним (11) карманами, выполненными в третьем электроде (9), подводящим каналом (18), выполненным в крышке (13) и сообщенным с верхним карманом (10) третьего электрода (9) и масляной магистралью (33) двигателя (34), вторым измерительным каналом (25), образованным зазором между вторым (7) и третьим (9) электродами и сообщенным верхним (31) и нижним (32) перепускными каналами, соответственно, с верхним (10) и нижним (11) карманами третьего электрода (9), первым (8) и вторым (12) фланцами, скрепленными, соответственно, со вторым (7) и третьим (9) электродами, причем первый электрод (4) выполнен в виде стакана с донышком (5) и сливным каналом (6) в донышке (5), второй электрод (7) выполнен в виде цилиндра, третий электрод (9) скреплен с корпусом (1) через перегородку (2), выполнен в виде стержня, соединен электрическим проводником (38) с электрическим разъемом (19) и предназначен для частичного размещения в масляной ванне (35) двигателя (34), первый (4), второй (7) и третий (9) электроды размещены концентрично: третий (9) — внутри второго (7), второй (7) — внутри первого (4), расположены изолирующие прокладки: первая (15) — между перегородкой (2) корпуса (1) и первым фланцем (8), вторая (16) — между первым фланцем (8) и вторым фланцем (12), третья (17) — между вторым фланцем (12) и крышкой (13).
2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что снабжен масляным фильтром (28), размещенным в подводящем канале (18).
3. Датчик по п. 1 или 2, отличающийся тем, что снабжен демпфирующей шайбой (26) со сквозным каналом (27), размещенной между центровочной шайбой (21) и донышком (5) первого электрода (4).
4. Датчик по пп. 1-3, отличающийся тем, что снабжен кольцевой канавкой (22) и опорным каналом (23), выполненными в центровочной шайбе (21), центровочная шайба (21) размещена внутри первого электрода (4), а второй (7) и третий (9) электроды частично входят соответственно в кольцевую канавку (22) и опорный канал (23) центровочной шайбы (21).
5. Датчик по п. 4, отличающийся тем, что кольцевая канавка (22) и опорный канал (23) в центровочной шайбе (21) выполнены конической формы с вершинами, обращенными в сторону донышка (5) первого электрода (4).
6. Датчик по пп. 1-6, отличающийся тем, что датчик температуры (20) частично размещен в подводящем канале (18).
7. Датчик по пп. 1-6, отличающийся тем, что первый (4) и второй (7) электроды предназначены для частичного размещения в масляной ванне (35) двигателя (34).
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к конструированию машин, в частности к устройствам замера уровня и качества масла двигателей внутреннего сгорания, например тепловозов, путевых машин с двигателями внутреннего сгорания.
Известен сигнализатор наличия токопроводящих частиц в диэлектрической жидкости, содержащий полый перфорированный каркас из диэлектрика с крышкой и днищем, завихрителя потока и обмотки из неизолированного проводника, навитые с разным шагом и включенные в электрическую цепь каждая через свой счетчик частиц. Обмотки размещены одна в другой, а входное отверстие выполнено в крышке каркаса (SU, авторское свидетельство 1691655 А1, кл. F 16 N 29/04, опубл. ь1991).
Недостатком известного сигнализатора является невозможность определения уровня (количества) масла в масляной ванне двигателя, невозможность определения качества масла по наличию токонепроводящих частиц, низкая точность определения качества масла из-за недостаточного массообмена масла в измерительном канале с маслом в масляной ванне при отсутствие принудительной (под давлением) подачи масла в измерительный канал.
Известен датчик уровня и качества масла, содержащий корпус с первым и вторым электродами, выполненными в виде цилиндрических деталей, размещенных одна в другой (концентрично) и образующих с пленкой масла между ними (в измерительном канале) конденсатор, датчик температуры, имеющий возможность контактировать с маслом, электронный блок для анализа температуры и качества масла по его диэлектрической проницаемости (Olwechsel nur bei Bedarf// AMZ: Auto, Mot., Zubehor. — 1997. 9. С.123).
Недостатком известного датчика является низкая точность определения уровня и качества масла из-за одновременного замера обоих параметров масла одними и теми же (первым и вторым) электродами, а также из-за недостаточного массообмена масла в измерительном канале с маслом в масляной ванне при отсутствии принудительной (под давлением) подачи масла в измерительный канал.
Известен датчик качества масла двигателя внутреннего сгорания, принятый за прототип, содержащий корпус, две перегородки, размещенные внутри корпуса, монтажный канал, выполненный в перегородке, первый и второй электроды, выполненные в виде пластин и размещенные в корпусе, измерительный канал, образованный зазором между первым и вторым электродами, крышку, электрический разъем, закрепленный в крышке, датчик температуры, подложку (центровочную шайбу) из изоляционного материала, размещенную внутри корпуса, первое, второе и третье кольцевые уплотнения (изолирующие прокладки), интегральную схему с образцовым конденсатором, распорную втулку, причем две перегородки, первый и второй электроды и крышка скреплены с корпусом, первый и второй электроды соединены электрическими проводниками с электрическим разъемом, измерительный канал сообщен каналами с окружающей средой, электроды погружены в масляную ванну двигателя, расстояние между электродами составляет 0,25-0,5 мм, а качество масла определяется в зависимости от диэлектрической проницаемости масла в процессе его загрязнения (US патент 5540086, кл. G 01 N 11/00, опубл. 1996).
Недостатком известного датчика является невозможность определения уровня масла в масляной ванне двигателя, низкая точность определения качества масла из-за недостаточного массообмена масла в измерительном канале с маслом в масляной ванне при отсутствии принудительной (под давлением) подачи масла в измерительный канал и из-за низкой точности определения температуры масла при отсутствии непосредственного контакта датчика температуры с маслом.
Техническим результатом изобретения является возможность определения уровня (количества) масла в масляной ванне двигателя, повышенная точность определения качества масла при принудительном массообмене масла в измерительном канале с маслом в масляной ванне двигателя и при непосредственном контакте датчика температуры с маслом.
Указанный технический результат достигается тем, что датчик уровня и качества масла двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с перегородкой внутри корпуса, монтажный канал, выполненный в перегородке, первый электрод, второй электрод, крышку, измерительный канал, образованный зазором между первым и вторым электродами, электрический разъем, закрепленный в крышке, датчик температуры, центровочную шайбу, первую, вторую и третью изолирующие прокладки, причем первый электрод, перегородка и крышка скреплены с корпусом, первый и второй электроды, предназначенные для размещения в масляной ванне и соединенные электрическими проводниками с электрическим разъемом, измерительный канал сообщен каналами с окружающей средой, а центровочная шайба выполнена из изоляционного материала, снабжен третьим электродом, с верхним и нижним карманами, выполненными в третьем электроде, подводящим каналом, выполненным в крышке и сообщенным с верхним карманом третьего электрода и масляной магистралью двигателя, вторым измерительным каналом, образованным зазором между вторым и третьим электродами и сообщенным верхним и нижним перепускными каналами соответственно с верхним и нижним карманами третьего электрода, первым и вторым фланцами, скрепленными соответственно со вторым и третьим электродами, причем первый электрод выполнен в виде стакана с донышком и сливным каналом в донышке, второй электрод выполнен в виде цилиндра, третий электрод скреплен с корпусом через перегородку, выполнен в виде стержня, соединен электрическим проводником с электрическим разъемом и предназначен для частичного размещения в масляной ванне двигателя, первый, второй и третий электроды размещены концентрично: третий — внутри второго, второй — внутри первого, расположены изолирующие прокладки: первая — между перегородкой корпуса и первым фланцем, вторая — между первым фланцем и вторым фланцем, третьяы — между вторым фланцем и крышкой.
Кроме этого, датчик снабжен масляным фильтром, размещенным в подводящем канале, демпфирующей шайбой со сквозным каналом, размещенной между центровочной шайбой и донышком первого электрода, кольцевой канавкой и опорным каналом, выполненными в центровочной шайбе, причем центровочная шайба размещена внутри первого электрода, а второй и третий электроды частично входят соответственно в кольцевую канавку и опорный канал центровочной шайбы, кольцевая канавка и опорный канал в центровочной шайбе выполнены конической формы с вершинами, обращенными в сторону донышка первого электрода, датчик температуры частично размещен в подводящем канале, первый и второй электроды предназначены для частичного размещения в масляной ванне двигателя.
На фиг.1 изображена схема датчика уровня и качества масла двигателя внутреннего сгорания в разрезе; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 — фрагмент фиг.1.
Датчик уровня и качества масла двигателя внутреннего сгорания (фиг.1) содержит корпус 1 с перегородкой 2, скрепленной с корпусом 1, монтажный канал 3, выполненный в перегородке 2, первый электрод 4, скрепленный с корпусом 1 через перегородку 2 и выполненный в виде стакана с донышком 5, сливной канал 6, выполненный в донышке 5, второй электрод 7, выполненный в виде цилиндра и размещенный концентрично внутри первого электрода 4, первый фланец 8, скрепленный со вторым электродом 7, третий электрод 9, выполненный в виде стержня с верхним 10 и нижним 11 карманами и размещенный концентрично внутри второго электрода 7, второй фланец 12, скрепленный с третьим электродом 9, крышку 13, скрепленную крепежными элементами 14 с корпусом 1, первую 15, вторую 16 и третью 17 изолирующие прокладки, расположенные: первая 15 — между перегородкой 2 корпуса 1 и первым фланцем 8, вторая 16 — между первым фланцем 8 и вторым фланцем 12, третья 17- между вторым фланцем 12 и крышкой 13, причем крышка 13 опирается на перегородку 2 корпуса 1 через третью изолирующую прокладку 17, второй фланец 12, вторую изолирующую прокладку 16, первый фланец 8 и первую изолирующую прокладку 15, подводящий канал 18, выполненный в крышке 13, электрический разъем 19 и датчик температуры 20, закрепленные в крышке 13, причем датчик температуры 20 частично размещен в подводящем канале 18, центровочную шайбу 21, размещенную внутри первого электрода 4, кольцевую канавку 22 и опорный канал 23, выполненные в центровочной шайбе 21, причем второй 7 и третий 9 электроды входят частично соответственно в кольцевую канавку 22 и в опорный канал 23, первый измерительный канал 24, образованный зазором между первым 4 и вторым 7 электродами, второй измерительный канал 25, образованный зазором между вторым 7 и третьим 9 электродами, демпфирующую шайбу 26, размещенную между центровочной шайбой 21 и донышком 5 первого электрода 4, сквозной канал 27, выполненный в демпфирующей шайбе 26, масляный фильтр 28, размещенный в подводящем канале 18.
Первый измерительный канал 24 сообщен верхними 29 и нижними 30 каналами с окружающей средой, верхний 10 и нижний 11 карманы третьего электрода 9 сообщены соответственно верхним 31 и нижним 32 перепускными каналами со вторым измерительным каналом 25, подводящий канал 18 сообщен с верхним карманом 10 третьего электрода 9 и с масляной магистралью 33 двигателя 34 внутреннего сгорания.
Первый 4, второй 7 и третий 9 электроды предназначены для частичного размещения в масляной ванне 35 двигателя 34 и соединены электрическими проводниками соответственно 36, 37 и 38 (фиг.1, 2 и 3) с электрическим разъемом 19.
Кольцевая канавка 22 и опорный канал 23 в центровочной шайбе 21 выполнены (фиг.4) конической формы с вершинами, обращенными в сторону донышка 5 первого электрода 4.
Части наружных поверхностей 39 и 40 соответственно второго 7 и третьего 9 электродов, контактирующие с центровочной шайбой 21, выполнены наклонными в форме усеченных конусов с вершинами, обращенными в сторону центровочной шайбы 21.
Включение в датчик уровня и качества масла двигателя внутреннего сгорания третьего электрода 9, размещенного концентрично внутри второго электрода 7, выполненного в виде стержня, скрепленного с корпусом 1 через перегородку 2, соединенного электрическим проводником 38 с электрическим разъемом 19 и образующего в зазоре со вторым электродом 7 второй измерительный канал 25, необходимо для определения качества масла по параметру его (масла) диэлектрической проницаемости.
Выполнение третьего электрода 9 с верхним 10 и нижним 11 карманами, сообщенными верхним 30 и нижним 31 перепускными каналами со вторым измерительным каналом 25, а также включение в датчик подводящего канала 18, выполненного в крышке 13 и сообщенного с верхним карманом 10 третьего электрода 9 и с масляной магистралью 33 двигателя 34, необходимо для организации движения потока масла по второму измерительному каналу 25 с целью повышения точности определения качества масла за счет постоянного его массообмена между вторым измерительным каналом 25 и маслом в масляной ванне 35 двигателя 34. Это особенно актуально при достаточно малом зазоре между вторым 7 и третьим 9 электродами, который, в свою очередь, обусловлен стремлением повысить электрическую проницаемость пленки масла во втором измерительном канале 25.
Включение в датчик первого 8 и второго 12 фланцев, скрепленных соответственно со вторым 7 и третьим 9 электродами, кольцевой канавки 22 и опорного канала 23, выполненными в центровочной шайбе 21, демпфирующей шайбы 26 со сквозным каналом 27, размещенной между центровочной шайбой 21 и донышком 5 первого электрода 4, размещение центровочной шайбы 21 внутри первого электрода 4, размещение первой 15, второй 16 и третьей 17 изолирующих прокладок соответственно между перегородкой 2 корпуса 1, первым фланцем 8, вторым фланцем 12 и крышкой 13 обусловлено выбором оптимальной конструкции датчика с обеспечением его прочности, герметичности и ремонтопригодности.
Первый 4 и второй 7 электроды с первым измерительным каналом 24 образуют первый конденсатор, а второй 7 и третий 9 электроды со вторым измерительным каналом 25 образуют второй конденсатор.
Включение в датчик масляного фильтра 28, размещенного в подводящем канале 18, обусловлено необходимостью очистки масла от загрязнений для предотвращения засорения второго измерительного канала 25.
Выполнение кольцевой канавки 22 и опорного канала 23 в центровочной шайбе 21 конической формы с вершинами, обращенными в сторону донышка 5 первого электрода 4, а также наружных поверхностей 39 и 40 соответственно второго 7 и третьего 9 электродов, контактирующих с центровочной шайбой 21, наклонными в форме усеченных конусов с вершинами, обращенными в сторону центровочной шайбы 21, обусловлено необходимостью центровки первого 4, второго 7 и третьего 9 электродов для обеспечения минимальных зазоров между ними (минимальной толщины масляной пленки в первом 24 и втором 25 измерительных каналах, т. е. между обкладками первого и второго конденсаторов), что повышает точность определения уровня и качества масла.
Величина зазора между первым 4 и вторым 7 электродами, образующими первый измерительный канал 24, находится в пределах 0,5-1,0 мм. Повышение величины зазора уменьшает точность определения количества масла в масляной ванне 35 двигателя 34 из-за снижения величины емкости первого конденсатора, а уменьшение величины зазора снижает проникающую способность масла, особенно при низкой его температуре.
Величина зазора между вторым 7 и третьим 9 электродами, образующими второй измерительный канал 25, находится в пределах 0,05-0,1 мм. Повышение величины зазора снижает точность определения качества масла в масляной ванне 35 двигателя 34 из-за малой величины изменения емкости второго конденсатора при изменении качества (степени загрязненности) масла, а уменьшение величины зазора может привести к засорению второго измерительного канала 25, т.к. тонкость фильтрации современных масляных фильтров, как правило, не превышает 0,04 мм.
Датчик уровня и качества масла двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.
В датчике, частично погруженном в масляную ванну 35 двигателя 34, первый измерительный канал 24 через нижний канал 30 заполняется маслом по принципу сообщающихся сосудов (первый измерительный канал 24 и масляная ванна 35) до уровня, равного уровню масла в масляной ванне 35 двигателя 34.
Датчик каналом 18 подсоединяется к масляной магистрали 33 двигателя 34 и подключается через электрический разъем 19 к источнику электрического питания и измерительной системе (не показаны).
Уровень масла в первом измерительном канале 24, меняющийся в зависимости от уровня масла в масляной ванне 35 двигателя 34, изменяет емкость первого конденсатора, образованного первым 4 и вторым 7 электродами с масляной пленкой между ними в первом измерительном канале 24. Сигнал от первого 4 и второго 7 электродов по проводникам 36 и 37 через электрический разъем 19 передается в коммутирующую, усиливающую и фиксирующую (индицирующую) систему (не показана), с помощью которых производится контроль уровня масла в масляной ванне 35 двигателя 34.
Из масляной магистрали 33 двигателя 34 масло под давлением по подводящему каналу 18, верхнему карману 10 и верхнему перепускному каналу 31 третьего электрода 9 подается во второй измерительный канал 25, откуда через нижний перепускной канал 32 и нижний карман 11 третьего электрода 9, минуя опорный канал 23, сквозной канал 27 и сливной канал 6, сливается в масляную ванну 35 двигателя 34.
При изменении качества масла (степени его загрязненности) меняется диэлектрическая проницаемость масла, а следовательно, емкость второго конденсатора, образованного вторым 7 и третьим 9 электродами с пленкой масла во втором измерительном канале 25. Сигнал от второго 7 и третьего 9 электродов по электрическим проводникам 37 и 38 через электрический разъем 19 передается в коммутирующую, усиливающую и фиксирующую (индицирующую) систему (не показана), с помощью которых производится контроль качества масла в масляной ванне 35 двигателя 34, а следовательно, и контроль качества масла в масляной системе двигателя 34.
Для повышения точности определения качества масла производится замер температуры масла (влияющей на величину диэлектрической проницаемости масла) датчиком температуры 20, частично размещенном в подводящем канале 18, сигнал от которого также передается в коммутирующую и фиксирующую систему.
Подача масла под давлением во второй измерительный канал 25 необходимо для повышения точности определения качества масла при постоянном его массообмене с маслом в масляной ванне 35 двигателя 34.
Таким образом, предлагаемый датчик уровня и качества масла двигателя внутреннего сгорания обеспечивает определение уровня и качества (степени загрязненности) масла по изменению диэлектрической проницаемости масла с учетом его температуры при работе двигателя внутреннего сгорания.
Реостатный датчик абсолютного давления масла
Датчик уровня и температуры масла
Датчик качества масла в двигателе
