1.3. Выбор и обоснование признаков, характеризующих
давление масла в системе смазки двигателя.
Давление масла в системе смазки ДВС зависит от многих параметров. Основными являются: характеристики моторного масла(динамическая и статическая вязкость, стойкость к окислению, прокачиваемость и т.п.), состояние маслянного фильтра, исправность маслянного насоса, работоспособность и регулировка перепускного клапана системы смазки и исправность самого двигателя.
Недостаточное давление масла приводит к «масляному голоданию» трущихся деталей, смазывающихся под давлением, что в свою очередь приведет к преждевременному износу этих деталей и выходу двигателя из строя. Поэтому недопустимо снижение давления ниже определенного предела, однако этот величина этого предела зависит от нагрузки на двигатель (развиваемого крутящего момента) и частоты вращения коленчатого вала. Из всего этого следует, что контролировать этот параметр можно путем определения превышения давления масла определенного значения.
1.4. Выбор и обоснование признаков характеризующих повышение температуры масла в системе смазки ДВС.
Повышение температуры масла в ДВС может обуславливаться ухудшением качества масла за счет долгой эксплуатации без его смены, ухудшением его охлаждения в картере или в маслянном радиаторе, а так же за счет попадания в масло механических примесей при работе ДВС.
Немаловажным фактором в повышении температуры масла является так же несоответствие свойств масла требуемым и износ подшипников скольжения и других деталей ДВС, смазывающихся под давлением.
В связи с этим контроль температуры масла в ДВС является необходимым условием надежной и безопасной эксплуатации автомобиля. При чем в данном случае необходимо контролировать лишь превышения температуры какого-то уровня и нет необходимости измерять с большей точностью температуру масла.
Из всего этого следует, что контролировать этот параметр можно путем определения превышения температурой масла определенного значения.
1.5.Выбор и обоснование признаков,
характеризующих частоту вращения коленчатого вала.
Частота вращения коленчатого вала зависит от количества подаваемой в ДВС топливно – воздушной смеси и от нагрузки, приложенной к ДВС. Превышение максимально допустимой частоты вращения может привести к поломке деталей ДВС. Превышение рекомендуемой частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу приводит к неоправданному перерасходу топлива, в тоже время пониженная частота холостого хода приведет к увеличению токсичности выхлопа ДВС, повышенному нагарообразованию на деталях цилиндропоршневой группы и т.д.
Из всего вышесказанного видно, насколько важно постоянно контролировать частоту вращения коленчатого вала.
2. Выбор и обоснование датчиков, контролирующих состояние отдельных узлов автомобиля.
2.1. Выбор и обоснование датчиков, контролирующих наличие нормальной компрессии в цилиндрах ДВС.
Как было отмечено выше, при снижении компрессии прежде всего начнет резко повышатся обьем картерных газов, прорывающихся через зазоры в сопряжениях поршневое кольцо – поршень, поршневое кольцо – цилиндр, клапан – седло клапана. Кроме того в картерных газах будет повышатся обьемное содержание кислорода в связи с тем, что топливновоздушная смесь будет сгорать не полностью.
В связи с этим предлагается оценивать величину компрессии по количеству прорывающихся в картер двигателя газов. Для этого, в дипломном проекте используется датчик количества прорывающихся газов, установленный в отводящем патрубке системы вентиляции картера, а так же предлагается ввести в систему вентиляции картера датчик объемного содержания кислорода.
Кроме того, для оценки падения компрессии можно напрямую измерять давление в цилинрах двигателя, однако применение таких устройств в условиях обычной эксплуатации автомобилей нецелесообразно.
В настоящее время известно большое количество датчиков обьема газов, обьемного содержания кислорода, давления в цилиндрах ДВС.
1. Расходомер марки BOSCH 0 280 202
2. Датчик содержания кислорода марки BOSCH 208 202
3. Устройство для измерения давления в цилиндрах поршневого двигателя . Патент№795519 G01L23/00 УДК531.787(088.8)1981
2.2. Выбор и обоснование датчиков, контролирующих
температуру охлаждающей жидкости.
Как было уже отмечено, контролировать этот параметр можно по выходу значения температуры охлаждающей жидкости за определенные допустимые максимальные и минимальные значения. Для осуществления этого контроля можно использовать датчики для измерения температуры, выпускаемые промышленностью, а так же запатентованные датчики и устройства.
1. Устройство для измерения температуры потока жидкой или газообразной среды. Патент №676883 G 01 K 13/02
2. Датчик для измерения температуры в потоках жидкостей и газов. Патент №518648 G 01 K 13/02
3. Устройство для измерения температуры. Патент №536405
G 01 К 13/02
4. Устройство для измерения температуры жидких сред. Патент №317921 G 01 К 13/02
5. Датчик выпускаемый промышленностью ТМ101.
2.3. Выбор и обоснование датчиков, контролирующих
давление масла в системе смазки двигателя.
Как уже было сказано выше для контроля этого параметра достаточно знать, что давление в системе смазки выше определенного минимально допустимого значения. Для этого достаточно поместить в маслянную магистраль датчик, контролирующий давление. При этом электронная часть измерительной схемы должна выдавать аварийный сигнал на основании сигнала, подаваемого датчиком давления с учетом частоты вращения коленчатого вала.
В настоящее время существует ряд датчиков для контроля давления, выпускаемых промышленностью, а так же ряд запатентованных датчиков и устройств.
1. Устройство для измерения полного и статического давлений и температуры протока жидкости (авторское свидетельство №830153).
2. Сигнализатор. Авторское свидетельство №316861 F 01m 1/20
3. Устройство для проверки системы смазки двигателя.
Авторское свидетельство №573604 F01М 1/18
4. Датчик для измерения давления в системе смазки ДВС типа ММ393А.
2.4. Выбор и обоснование датчиков, контролирующих
температуру масла в системе смазки ДВС.
Как было уже отмечено контролировать этот параметр можно путем определения превышения температурой масла определенного значения. Для осуществления контроля можно использовать датчики для измерения температуры использовавшиеся в предыдущих параграфах, например :
1. Устройство для измерения температуры потока жидкой или газообразной среды. Патент №676883 G 01 K 13/02
2. Датчик для измерения температуры в потоках жидкостей и газов. Патент №518648 G 01 K 13/02
3. Устройство для измерения температуры. Патент №536405
G 01 К 13/02
4. Устройство для измерения температуры жидких сред. Патент №317921 G 01 К 13/02
5. Датчик выпускаемый промышленностью ТМ101.
2.5. Выбор и обоснование датчиков, контролирующих
частоту вращения коленчатого вала ДВС.
Частота вращения коленчатого вала ДВС может быть измерена с помощью любого датчика, выдающего один сигнал логической еденицы при каждом обороте коленчатого вала. Таким датчиком может быть датчик, построенный на эффекте Холла, механический контактный датчик, магнитоэлектрический датчик и т. п., причем датчик может быть установлен не только на коленчатом валу, но и на любом другом, механически связанным с коленчатым валом (вал механизма газораспределения, валы привода вспомогательных агрегатов, вал генератора и т.п.). При этом электронная схема измерения частоты вращения должна учитывать соотношение между частотой вращения и частотой подачи сигнала датчиком.
Для контроля частоты вращения коленчатого вала можно применить одно из приведенных ниже устройств:
1. Устройство для измерения скорости вращения вала. Авторское свидетельство №957439 G 01 P 15/08
2. Устройство для определения параметров вращения вала. Авторское свидетельство №1688105 G 01 P 3/36
3. Устройство для измерения скорости вращения вала. Авторское свидетельство №620889 G 01 Р 3/36
4. Индикатор для измерения частоты вращения коленчатого вала «Таховар».
3. Разработка схем принятия решений по состоянию тех или иных узлов автомобиля по совокупности признаков и по сосотоянию автомобиля в целом.
3.1. Устройство принятия решения о наличии
нормальной компрессии в цилиндрах двигателя.
Как было сказано выше при снижении компрессии увеличивается обьем картерных газов и содержание в них кислорода.Таким образом о наличие нормальной компрессии можно судить контролируя одновременно эти параметры. При этом на выходе датчика обьема картерных газов, установленного в системе вентиляции картера, должен присутствовать сигнал указывающий на большое количество газов, на выходе датчика обьемного содержания кислорода сигнал, показывающий высокое содержание кислорода. При использовании в устройстве принятия решения о наличии нормальной компрессиии в цилиндрах двигателя элементов вычислительной техники, значительно упращающих принятие решения, необходимо чтобы сигналы, поступающие с датчиков на схему принятия решения имели дискретное значение, то есть значение логического нуля или значение логической единицы.Поскольку сигналы на выходе датчиков имеют аналоговую форму, они предварительно должны быть представлены в форме логического нуля либо логической единицы. Такое представление может быть выполнено путем использования специальных сигнализирующих устройств. Так, чтобы сигнал с выхода датчика обьема картерных газов в рассматриваемом случае поступал на выходы схемы принятия решения в дискретной форме можно использовать преобразователь сопротивления в напряжение (ПСН) и компаратор. Схема ПСН позволяет преобразовывать сопротиление, снимаемое с датчика обьема картерных газов в напряжение, причем преобразование может быть не только линейным, что позволяет проводить регулировку системы контроля за компрессией посредством изменения характеристик ПСН. Схема компаратора работает таким образом, что при высоком уровне входного сигнала, то есть при привышении порога срабатывания сигналом на выходе компаратора будет логическая единицы. Причем порог срабатывания в схеме компаратора регулируется и может выбираться в широком диапазоне. Таким образом, регулируя порог срабатывания в схеме компаратора, всегда можно добиться, чтобы при определенном значении обьема картерных газов на выход схемы принятия решения поступал сигнал в виде логической единицы. Чтобы сигнал о высоком содержании кислорода поступал на вход схемы принятия решения также в виде логической единицы необходимо с компаратором последовательно включить еще и схему инвертора. В этом случае на выходе инвертора если на его входе, то есть на выходе компаратора, будет сигнал логического нуля, будет сигнал логической единицы, в противном случае сигнал логического нуля. То есть использование инвертора (устройство принятия решения о наличии нормальной компрессии в цилиндрах двигателя) в данном случае на входе схемы принятия решения при повышенном содержании кислорода в картерных газах может обеспечить наличие сигнала логической единицы. Для согласования такой работы датчиков в этом случае можно использовать логическую схему «ИЛИ». Она работает таким образом, что при наличии хотя бы на одном ее входе сигнала логической единицы на ее выходе будет также сигнал логической единицы.