Система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам контроля состояния фильтрующих элементов.

Изобретение может быть использовано в качестве системы, сигнализирующей о засоренности фильтрующего элемента.

Система контроля состояния фильтра тонкой очистки дизельного топлива системы Common Rail двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, фильтр тонкой очистки дизельного топлива, топливный насос высокого давления, магистраль высокого давления, топливную рампу, клапан контроля потока топлива, инжектор, магистрали обратного потока топлива, снабжена устройством, выполненным в виде калибратора давления «Метран», снабжена электромагнитным клапаном, установленными в системе питания между фильтром тонкой очистки и топливным насосом, а система питания дизельного двигателя снабжена температурным датчиком, установленным перед фильтром тонкой очистки, электровыключателем, установленным в кабине водителя и электронным контрольным прибором, установленным на щитке приборов, выполненным в виде циферблата показывающим температуру и вязкость дизельного топлива.

Заявленная система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания позволяет контролировать состояние фильтра тонкой очистки при эксплуатации автомобиля.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам контроля состояния фильтрующих элементов.

Изобретение может быть использовано в качестве системы, сигнализирующей о засоренности фильтрующего элемента.

Известна система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания, содержащая фильтр, измеритель давления, полости которого сообщены каналами с входом и выходом фильтра и который включен в цепь сигнализации двигателя, система снабжена электронным блоком управления, датчиками температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала двигателя, при этом один из входов электронного блока управления соединен с измерителем давления, а второй и третий входы блока соединены соответственно с указанными датчиками, один из выходов электронного блока управления соединен с исполнительным механизмом, а второй выход соединен с сигнальными элементами цепи сигнализации двигателя. [Патент РФ 2252811, МПК B01D 37/04, B01D 35/14, F02M 37/22, опубл. 27.05.2005].

Система контроля состояния фильтра работает следующим образом. При работе двигателя на фильтре создается перепад давления. Этот перепад давления зависит от расхода топлива через фильтр, который учитывается скоростным режимом двигателя с помощью датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя. Также перепад давления зависит от вязкости жидкости, которая, в свою очередь, зависит от температуры жидкости и учитывается датчиком температуры охлаждающей жидкости. Датчик температуры может контролировать непосредственно температуры фильтруемой жидкости.

Перепад давления для данного скоростного и температурного режима двигателя находиться в определенных пределах. Перепад давления меньше минимально допустимого перепада давлений обусловленного сопротивлением нового фильтрующего элемента. Перепад давления жидкости в системе питания двигателя внутреннего сгорания свидетельствует о разгерметизации фильтрующего элемента. В результате чего в двигатель начнет поступать не фильтрованная жидкость, вызывая повышенный абразивный износ двигателя, что уменьшает надежность работы двигателя. Увеличение перепада давления выше максимально допустимого свидетельствует о засоренности фильтрующего элемента и о необходимости проведения технического обслуживания фильтра.

Перепад давления по каналам передается в рабочие полости измерителя давления, вызывая прогиб мембраны на определенную величину. Мембрана прогибаясь, вызывает перемещение стального сердечника, который, в свою очередь, входит в катушку индуктивности, изменяя индуктивность цепи. Катушка индуктивности связана электронной цепью с электронным блоком управления. Сигнал, поступающий с катушки на электронный блок управления, сравнивается с сигналом, соответствующим перепаду давления для данной частоты вращения коленчатого вала двигателя и температуры охлаждающей жидкости. Если перепад давления на фильтре находится в допустимых пределах, то система не выдает сигналов о состоянии фильтра.

Известная система, контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания имеет недостатки.

Система, контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания

требует внешнего источника питания, так как подключена к электронному блоку управления двигателем внутреннего сгорания.

Сигнальные элементы цепи сигнализации двигателя установлены стационарно в системе питания двигателя внутреннего сгорания.

Сигнализатор в системе питания двигателя внутреннего сгорания подает

сигнал только о наступившем загрязнении. Поэтому известная система

контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания не позволяет заблаговременно предупредить о наступающем ухудшении качества очистки топлива фильтрующим элементом.

Также известна система контроля состояния фильтра тонкой очистки дизельного топлива системы Common Rail двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, фильтр тонкой очистки дизельного топлива, топливный насос высокого давления, магистраль высокого давления, топливную рампу, клапан контроля потока топлива, инжектор, магистрали обратного потока топлива, снабженная устройством, выполненным в виде калибратора давления «Метран», снабженная электромагнитным клапаном, установленными в системе питания между фильтром тонкой очистки и топливным насосом. (Решение о выдаче патента на полезную модель по заявке 2011129082/06 (042981) МПК F02M 37/22 от 13.09.2011 г.).

При работе двигателя внутреннего сгорания с системой питания Common Rail топливо подается из бака в систему питания за счет разряжения, создаваемого топливным насосом высокого давления ТНВД. Топливо проходит очистку от смолистых образований, парафина, механических и других примесей в фильтре тонкой очистки и подается на топливную рампу. Топливо очищается от смолистых образований, парафина, механических и других примесей фильтром тонкой очистки топлива. Фильтрующий элемент фильтра засоряется абразивными частицами, механическими примесями, а также закоксовывается тяжелыми смолами, парафинами, находящимися в топливе. Вследствие этого в топливопроводе после фильтра тонкой очистки дизельного топлива, перед топливным насосом создается разряжение. В процессе работы двигателя внутреннего сгорания в результате засорения фильтрующего элемента фильтра разряжение в топливопроводе между фильтром тонкой очистки и топливным насосом изменяется. Разряжение в топливопроводе изменяется в зависимости от степени загрязнения фильтрующего элемента. Разряжение в топливопроводе перед фильтром фиксируется калибратором давления "Метран". Для снятия показаний измерения разряжения в топливопроводе после фильтра тонкой очистки используется электромагнитный клапан, который открывает канал подачи разряжения к калибратору давления "Метран". Электромагнитный клапан включается водителем из кабины автомобиля.

Известная система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания позволяет определить пропускную способность фильтра тонкой очистки топлива системы Common rail, выявить остаточный ресурс, прогнозировать вероятность отказа пропускной способности, дать рекомендации по очистке или замене фильтра тонкой очистки дизельного топлива.

Определение пропускной способности фильтра тонкой очистки дизельного топлива без демонтажа из системы питания двигателя внутреннего сгорания осуществляется при помощи калибратора давления «Метран».

При эксплуатации автомобиля с системой питания Common Rail дизельного двигателем внутреннего сгорания снабженной известной системой контроля состояния фильтра тонкой очистки дизельного топлива установленным калибратором давления "Метран" при открытом электромагнитном клапане показывает значение разряжения в топливопроводе системы питания между фильтром тонкой очистки дизельного фильтра и топливным насосом высокого давления.

Известная система контроля состояния фильтра тонкой очистки дизельного топлива системы Common Rail двигателя внутреннего сгорания позволяет определить вероятность отказа фильтра тонкой очистки дизельного топливо двигателя внутреннего сгорания в зависимости от выработанного двигателем внутреннего сгорания моточасов.

Однако известная известна система контроля состояния фильтра тонкой очистки дизельного топлива системы Common Rail двигателя внутреннего сгорания имеет недостатки.

Система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания требует внешнего источника питания для получения информации о степени засоренности.

Известная система контроля состояния фильтра тонкой очистки дизельного топлива системы Common Rail двигателя внутреннего сгорания не позволяет определить температуру дизельного топлива подаваемого в фильтр тонкой очистки топлива, которая оказывает существенное влияние на вязкость топлива.

Известная система контроля состояния фильтра тонкой очистки дизельного топлива системы Common Rail двигателя внутреннего сгорания не позволяет определить вязкость дизельного топлива в условиях низких температур.

Известная система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания не показывает вязкость дизельного топлива во время запуска двигателя, во время прогревания двигателя, а также при рабочей температуре двигателя.

На вязкость дизельного топлива существенно оказывает влияние температура дизельного топлива.

Из-за высокой вязкости дизельного топлива возможен пробой фильтрующего элемента фильтра тонкой очистки. Из-за создания высокого разряжения в топливопроводе возможен выход из строя топливного насоса высокого давления.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленная система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания соответствует критерию «новизна», так как имеет существенные отличия от прототипа.

1. Система питания дизельного двигателя снабжена температурным датчиком.

2. Температурный датчик установлен перед фильтром тонкой очистки.

3. Система питания дизельного двигателя снабжена электровыключателем.

4. Электровыключатель установлен в кабине водителя.

5. Система питания дизельного двигателя снабжена электронным контрольным прибором.

6. Электронный контрольный прибор установлен в кабине водителя на щитке приборов.

7. Электронный контрольный прибор выполнен в виде циферблата показывающего температуру и вязкость дизельного топлива.

При низкой температуре окружающей среды вязкость дизельного топлива высокая. При увеличении вязкости дизельного топлива увеличивается сопротивление фильтрующего элемента, которое приводит в свою очередь к увеличению разряжения в системе питания.

Вязкость дизельного топлива зависит от температуры. При высокой вязкости возможен пробой фильтрующего элемента. Выход из строя топливного насоса высокого давления из-за высокого разряжения в системе топливоподачи.

С целью получения информации о температуре дизельного топлива в топливопроводе перед фильтром тонкой очистки, система питания двигателя снабжена электронным температурным датчиком. Температурный датчик показывает температуру дизельного топлива, как при запуске дизельного двигателя, так и при других нагрузках работы двигателя. При получении температурного состояния дизельного топлива можно анализировать и иметь информацию по вязкости топлива, которая оказывает влияние на работоспособность фильтрующего элемента.

С целью получения информации о вязкости дизельного топлива, которая оказывает влияние на работоспособность фильтра тонкой очистки, температурный датчик установлен в топливопроводе перед фильтром тонкой очистки.

Информация по вязкости дизельного топлива водителю автомобиля или другого самоходного средства необходима при запуске двигателя и других режимах. При работе двигателя отслеживать температуру дизельного топлива нет необходимости. Поэтому система питания дизельного двигателя снабжена электровыключателем. С целью оперативного получения информации по температуре и вязкости дизельного топлива перед фильтром тонкой очистки двигателя, электровыключатель установлен в кабине водителя в удобном для него месте. Водитель имеет возможность в любое время при любых режимах работы двигателя включить электровыключатель и иметь информацию о температуре и вязкости дизельного топлива.

С целью получения информации по температурному состоянию и вязкости дизельного топлива в любое время эксплуатации автомобиля, система питания дизельного двигателя снабжена электронным контрольным прибором.

С целью получения информации по температурному состоянию фильтра тонкой очистки, а также и дизельного топлива, электронный контрольный прибор установлен в кабине водителя на щитке приборов.

С целью получения информации показывающей не только температуру, а также вязкость дизельного топлива электронный контрольный прибор выполнен в виде циферблата.

В основу полезной модели поставлена задача - создание системы контроля температурного состояния и вязкости дизельного топлива в топливопроводе перед фильтром тонкой очистки.

Технический результат заключается в том, что контроль температурного состояния и вязкости дизельного топлива перед фильтром тонкой очистки осуществляется за счет контролирования температурного состояния дизельного топлива перед фильтром тонкой очистки.

Технический результат достигается тем, что система контроля состояния фильтра тонкой очистки дизельного топлива системы Common Rail двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, фильтр тонкой очистки дизельного топлива, топливный насос высокого давления, магистраль высокого давления, топливную рампу, клапан контроля потока топлива, инжектор, магистрали обратного потока топлива, снабжена устройством, выполненным в виде калибратора давления «Метран», снабжена электромагнитным клапаном, установленными в системе питания между фильтром тонкой очистки и топливным насосом, а система питания дизельного двигателя снабжена температурным датчиком, установленным перед фильтром тонкой очистки, электровыключателем, установленным в кабине водителя и электронным контрольным прибором, установленным на щитке приборов, выполнен в виде циферблата показывающей температуру и вязкость дизельного топлива.

Техническое решение поясняется чертежным материалом.

На фиг.1 - представлена система питания Common Rail двигателя внутреннего сгорания с системой контроля состояния фильтра тонкой очистки; на фиг.2 - представлен циферблат электронного контрольного прибора.

Система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания состоит из, топливного бака 1, фильтра 2 тонкой очистки дизельного топлива, магистрали 3 низкого давления, топливного насоса 4 высокого давления (ТНВД), магистрали 5 высокого давления, топливной рампы 6, клапана 7 контроля потока топлива, инжекторов 8, магистрали 9 обратного потока топлива, электромагнитного клапана 10, калибратора давления "Метран" 11, электронного датчика температуры 12, электровыключателя 13, электронного контрольного прибора 14, выполненного в виде циферблата показывающего температуру и вязкость дизельного топлива, при чем вязкость обозначена разными цветами, стрелки 15.

Система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания работает следующем образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания с системой питания Common Rail топливо подается из бака 1 в систему питания за счет разряжения, создаваемого топливным насосом 4 высокого давления ТНВД. Топливо проходит очистку от смолистых образований, парафина, механических и других примесей в фильтре тонкой очистки 2 и подается на топливную рампу 6.

Топливо очищается от смолистых образований, парафина, механических и других примесей фильтром тонкой очистки 2 топлива. При диагностировании фильтра тонкой очистки определяется разряжение в системе топливоподачи, но необходимо учитывать вязкость дизельного топлива, которая зависит от температуры.

Для снятия показания вязкости и температуры дизельного топлива электронный температурный датчик 12, устанавливается перед фильтром тонкой очистки 2, так как в этом случае минимальны потери на сопротивление в системе топливопровода.

При рабочей температуре двигателя отслеживать температуру дизельного топлива нет необходимости. Поэтому система питания дизельного двигателя снабжена электровыключателем 13. Для удобства контролирования показаний температурного датчика, электронный контрольный прибор 14 выведен на щиток приборов автомобиля.

На циферблате (фиг.2) электронного контрольного прибора 14 отградуированы температурные значения от -30 до +40°C, эти значения позволяют определить температуру дизельного топлива в топливопроводе перед фильтром тонкой очистки. При этом даются рекомендации по эксплуатации (запуску) двигателя внутреннего сгорания в условиях низких температур.

Пример. Температура фильтрации дизельного топлива составляет Т_ф=-26°C. (ГОСТ)

Каждый сектор циферблата выполнен в виде разноцветных участков, при чем каждый участок отвечает за определенный диапазон температуры и вязкости дизельного топлива.

Вязкость дизельного топлива измеряется в -мм²/c (сСт) сантистокс.

Белый (-5 до +40)°C. Вязкость дизельного топлива составляет 1.5 мм²/с (сСт). Благоприятные условия эксплуатации дизельного топлива.

Зеленый (-5-15)°C. Вязкость дизельного топлива составляет 2.5 мм²/с (сСт). Благоприятные условия эксплуатации дизельного топлива.

Синий (-15-20)°C. Вязкость дизельного топлива составляет 3.0 мм ²/с (сСт). Благоприятные условия эксплуатации дизельного топлива.

Желтый (-20-25)°C. Вязкость дизельного топлива составляет 4.0 мм²/с (сСт). Благоприятные условия эксплуатации дизельного топлива.

Красный (-25-30)°C. Вязкость дизельного топлива составляет 5.0 мм ²/с (сСт). Черный (-30-35)°C. При вязкости дизельного топлива 6.5 мм²/с (сСт) и более производить запуск двигателя внутреннего сгорания запрещено, так как возможно повреждение фильтрующего элемента фильтра тонкой очистки.

При вязкости дизельного топлива от 1.5 до 4.0 мм²/с (сСт) (белый, зеленый, синий, желтый), благоприятные условия запуска дизельного двигателя

При вязкости дизельного топлива от 5.0 мм²/с (сСт) (красный), необходимо произвести нагрев дизельного топлива, до понижения вязкости до 4.0 мм ²/с (сСт).

При вязкости дизельного топлива от 6.0 мм²/с (сСт) (черный), запуск двигателя запрещен, возможен пробой фильтра тонкой очистки.

Заявленная система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания позволяет контролировать состояние фильтра тонкой очистки при эксплуатации автомобиля.

Система контроля состояния фильтра тонкой очистки дизельного топлива системы Common Rail двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, фильтр тонкой очистки дизельного топлива, топливный насос высокого давления, магистраль высокого давления, топливную рампу, клапан контроля потока топлива, инжектор, магистрали обратного потока топлива, снабжена устройством, выполненным в виде калибратора давления «Метран», снабжена электромагнитным клапаном, установленными в системе питания между фильтром тонкой очистки и топливным насосом, отличающаяся тем, что система питания дизельного двигателя снабжена температурным датчиком, установленным перед фильтром тонкой очистки, электровыключателем, установленным в кабине водителя, и электронным контрольным прибором, установленным на щитке приборов, выполненным в виде циферблата, показывающего температуру и вязкость дизельного топлива.