Расходомер картерных газов двигателя внутреннего сгорания
Устройство относится к области технического диагностирования. Может быть использовано для определения технического состояния цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) по расходу картерных газов и (или) выходу воздуха из картера. Решение задачи основано на изменении конструкции известного расходомера - добавлением к корпусу воздушной магистрали с тремя штуцерами (2-а выходных и 1-ин входной), дополнительного манометра и 2-х съемных гибких патрубков. Основной и дополнительный манометры устанавливаются на воздушной магистрали, которая разделяется съемной заглушкой для измерения параметров расхода картерных газов и воздуха выходящего из картера на основном манометре. Заглушка посредством резьбового соединения меняется на калибрующую вставку, для измерения падения давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр при использовании обоих манометров.
Устройство относится к области технического диагностирования. Может быть использовано для определения технического состояния цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) по расходу картерных газов и (или) выходу воздуха из картера.
Из авторского свидетельства SU 1589090 А1 (МПК 5 G01L 13/00, опубл: 30.08.1990, бюл. 
32) известен расходомер картерных газов двигателя внутреннего сгорания, включающий вывод двигателя на заданный установившийся режим работы, герметизацию картерного пространства, дросселирование потока газов, выходящего из картера через маслозаливное отверстие, и определение расхода картерных газов по перепаду давления на дросселе и площади проходного сечения дросселя путем измерения одного из двух указанных параметров при заданном значении другого параметра. Из патента RU 2347195 С2 (МПК G01F 1/36, G01М 15/02 опубл: 20.02.2009) известен дроссельный расходомер, проходное сечение которого выполнено на боковой поверхности в виде прорези, изменение площади которого для измерения малых расходов происходит за счет перемещения движка, который связан с кольцом расположенным внутри корпуса прибора, а для измерения больших расходов поворотом лепестков ирисовой диафрагмы. В вышеуказанных технических решениях расход картерных газов определяют по площади проходного сечения дросселя (площади регулируемой щели) при заданной величине перепада давления на дросселе
Недостатком данных конструкций является неудовлетворительная достоверность определения расхода, так как в результате измерения не учитывается некоторое количество газов, уходящих из картера, минуя измерительный прибор, через возможные неплотности картерного пространства (передний и задний сальники коленчатого вала, масляные каналы, выполненные в блоке цилиндров и др.).
Из патента RU 2266524 С2, (МПК 7 G01F 1/36, 15/04 G01М 15/00 опубл: 20.12.2005, бюл. 35) известна конструкция расходомера для осуществления способа определения расхода картерных газов, которая обеспечивает достаточную достоверность диагностирования путем обеспечения защиты дросселя от загрязнения парами масла, содержащимися в картерных газах, и учета утечек газов из картера через вышеназванные неплотности. Расход газов определяется по перепаду давления на дросселе и площади проходного сечения дросселя путем измерения одного из двух указанных параметров при заданном значении другого (площади проходного сечения дросселя), измерения производят дважды используя минимальное и максимальное значение площади проходного сечения дросселя и рассчитывают значения расхода картерных газов по зависимости известной из описания данного патента.
Недостатком данной конструкции является невозможность отдельно определять техническое состояние каждого цилиндра многоцилиндровых ДВС, с целью выявления цилиндра (цилиндров), находящегося в неудовлетворительном техническом состоянии, а также выявить причину данного состояния.
Основной задачей предложенной конструкции является обеспечение в случае отклонения величины расхода картерных газов от номинальных значений возможности определения отдельно цилиндров (цилиндра) влияющих из-за неудовлетворительного технического состояния на данное отклонение, и технического состояния элементов ЦПГ данных цилиндров, в свою очередь влияющих на их неудовлетворительное состояние.
Решение технической задачи достигается тем, что ряд диагностических параметров, измеряемых расходомером, расширяется с 1-го до 3-х. Решение задачи основано на изменении конструкции известного расходомера: добавлением к корпусу воздушной магистрали с тремя штуцерами (2-а выходных и 1-ин входной), дополнительного манометра и 2-х съемных гибких патрубков. Основной и дополнительный манометры устанавливаются на воздушной магистрали, которая разделяется съемной заглушкой для измерения параметров расхода картерных газов и воздуха, выходящего из картера на основном манометре. Заглушка посредством резьбового соединения меняется на калибрующую вставку, для измерения падения давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр при использовании обоих манометров.
На рисунке 1 показано устройство предложенной конструкции, на рисунках 2-4 соответственно процессы измерения расхода картерных газов, падения давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр, количества воздуха выходящего из картера, при подаче сжатого воздуха в цилиндр.
Предложенная конструкция состоит из корпуса 1, внутри которого образован газоходный канал. В основании корпуса 1, предназначенном для установки на маслозаливную горловину двигателя, имеется кольцевое уплотнение 2 для обеспечения герметичного сообщения канала с указанной горловиной. В канале на его выходе установлен дроссель в виде сменной диафрагмы 3, крепящейся в своем посадочном месте посредством резьбового соединения. В комплект расходомера входят по меньшей мере четыре сменные диафрагмы 3 с разными величинами площадей проходных сечений,. В состав расходомера может входить и большее количество сменных диафрагм для обеспечения расчета расхода картерных газов и выходящего из картера воздуха для разных типов двигателей. В канале перед диафрагмой 3 установлен маслоотбойный экран 4. Газоходный канал имеет отверстие, которое продолжается гибким патрубком 5. К корпусу 1 крепится металлическая воздушная магистраль 6, на которой установлены манометры 7 и 8. Магистраль 6 имеет входной штуцер 9 для подключения источника сжатого воздуха, за которым установлен кран 10 для регулировки величины входного давления, которое измеряется манометром 7. На магистрали за манометром 7 имеется выходной штуцер 11, а за манометром 8 выходной штуцер 12, к которым подключается гибкий переходник 13, для измерения выхода из картера или падения давления сжатого воздуха подаваемого в цилиндр соответственно. Между штуцером 11 и манометром 8 на резьбовой посадке калибрующая вставка 14 или заглушка для измерения соответственно падения давления сжатого воздуха или расхода газов и выходящего воздуха. В комплект входят две калибрующие вставки 11: для бензиновых и дизельных ДВС. Для подачи сжатого воздуха в цилиндр переходник 13 подсоединяют к адаптеру под свечное отверстие 15 или форсуночное отверстие 16. Герметичность посадки адаптеров обеспечивается уплотнениями 17 и 18.
Предложенное устройство работает следующим образом. Разделяют воздушную магистраль 6 заглушкой, и подсоединяют патрубок 5 к штуцеру 12. На прогретом двигателе открывают маслозаливную горловину картера и герметизируют отверстие под масломерную линейку), корпус расходомера устанавливают на маслозаливную горловину (рис.2). Измеряют перепад давления на диафрагме 3 манометром 8. Измерение производят дважды меняя диафрагму 3, диаметр которой выбирается по известной зависимости представленной в RU 2266524 С2, 20.12.2005, после чего вычисляется действительный расход газов по зависимости представленной в описании того же изобретения. В случае отклонения величины расхода газов от номинальных значений приступают к проверке каждого цилиндра отдельно по величине падения давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр. Для чего останавливают двигатель, снимают свечи или форсунки, поршень проверяемого цилиндра устанавливают в положение верхней мертвой точки и фиксируют коленчатый вал. На место заглушки устанавливают калибрующую вставку 14, патрубок 5 отключают от штуцера 12. В форсуночное или свечное отверстие устанавливают адаптер 15 или 16 с подключенным к нему переходником 13. К штуцеру 9 подключается источник сжатого воздуха. С помощью крана 10 на манометре 7 устанавливается необходимая величина давления. Переходник 13 подсоединяют к штуцеру 12 (рис.3) и определяют величину падения давления по разнице показаний манометров 7 и 8. В случае отклонения величины падения давления от номинальных значений приступают к измерению количества воздуха выходящего из картера через маслозаливное отверстие при подаче сжатого воздуха в цилиндр. Для этого магистраль 6 разделяют заглушкой, переходник 13 отсоединяют от штуцера 12 и присоединяют к нему патрубок 5. С помощью крана 10 на манометре 7 устанавливается необходимая величина давления и переходник 13 подключается к штуцеру 11 (рис.4). В случае негерметичности элементов ЦПГ воздух подаваемый в полость цилиндра будет прорываться в картер, и заполнив свободный объем начнет выходить через маслозаливное отверстие. По величине выходящего воздуха, которая определяется аналогично измерению расхода картерных газов, судят о неисправности поршневых колец, либо износе цилиндра. Если выход воздуха равен нулю, то неисправны клапаны газораспределения, либо прокладка головки блока цилиндров, что определяется визуально по шуму и фактическому выходу воздуха из систем подачи воздуха, отвода отработавших газов и охлаждения двигателя.
В предложенном расходомере сочетаются функции как расходомера, так и пневматического тестера и пневматического калибратора, что позволяет не только определять техническое состояние ЦПГ, но и определить неисправный цилиндры (цилиндр) ДВС и причину их неисправности. При измерении расхода сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр двигателя, учитывается только количество воздуха, расходуемого через неплотности сопряжении ЦПГ, что позволяет определить техническое состояние ЦПГ не зависимо от состояния клапанов газораспределения, а также выявить неисправности поршневых колец или износ цилиндров.
Расходомер картерных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с газоходным каналом и основанием, приспособленным для герметичного сообщения газоходного канала с маслозаливной горловиной двигателя, дроссель, измеритель перепада давления газов на дросселе, сменные диафрагмы, защитный экран, отличающийся тем, что к корпусу расходомера крепится измеритель перепада давления газов, расположенный на воздушной магистрали, и дополнительный измеритель давления, а комплект сменных диафрагм дополнен по меньшей мере четырьмя сменными диафрагмами - двумя для измерения расхода газа и двумя для измерения расхода воздуха.
