Контроль давления масла в двигателе и разряжения во впускном коллекторе

В основе работы датчиков давления масла в системе смазки двигателя лежит свойство упругих элементов деформироваться под действием давления жидкости. Приборы, измеряющие давление, называются манометрами.

Контроль давления масла в двигателе может реализовываться в виде датчика давления на базе трубки Бурдона, которая представляет собой изогнутую металлическую трубку, имеющую эллиптическое сечение и закрытую с одного конца. При поступлении масла под давлением в полость трубки она выпрямляется. При этом угловое отклонение свободного конца трубки будет пропорционально измеряемому давлению. Угловое отклонение обычно измеряется по механическому указателю или потенциометром. Главными преимуществами данного преобразователя являются высокая чувствительность и хорошая повторяемость.

На практике используются различные конфигурации этого преобразователя, в частности, полукруглые. Полукруглая конструкция приведена на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Трубка Бурдона

Угловое отклонение полукруглой трубки Бурдона может быть выражено зависимостью.

где, а — угол перемещения выходного звена трубки, Р — начальный угол выходного звена трубки, Р — давление, г — радиус трубки, s — толщина трубки, Е — модуль Юнга материала трубки, Ь — величина малой оси сечения трубки.

В качестве упругих элементов используются также гофрированные металлические мембраны. Устройство мембранного датчика давления масла приведено на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Мембранный датчик давления масла: 1 — штуцер, 2 — мембрана, 3 — реостат, 4 — ползунки реостата, 5 — выводной зажим,.

• 6 — ось ползунка, 7 — пружина, 8 — передаточный рычажок,
• 9 — регулировочный винт, 10 — толкатель, 11- проволочный стержень

В корпусе датчика закреплена мембрана с толкателем. Передаточный рычажок свободно качается на оси и отводится в исходное положение пружиной, воздействующей на ползунки реостата. Установка стрелки указателя в исходное положение производится регулировочным винтом передаточного рычажка. Проволочный стержень служит для очистки штуцера датчика, создавая сопротивление проходу масла и сглаживая влияние резких изменений давления на показания прибора.

В зависимости от величины давления масла в штуцере изменяется прогиб мембраны, и соответственно изменяется положение ползунков на обмотке реостата датчика.

Характеристика зависимости сопротивления реостата датчика от давления масла дана на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Характеристика реостата датчика от давления масла.

Необходимо учитывать, что мембрана может вносить в характеристику гистерезис из-за разницы своего прогиба в противоположных направлениях при одинаковой разнице перепада давлений на ней.

Диапазон измеряемых значений стандартных датчиков давления масла лежит в пределах до 80 Н/см² при номинальном напряжении питания 12 В и максимальной силе тока 0,15 А.

Датчик аварийного давления может быть выполнен на базе мембранного чувствительного элемента. Пример такого датчика приведен на рис. 3.8.

Датчик имеет корпус в виде полого штуцера, который внутри разделен на две полости мембраной. В полость под мембрану поступает масло из смазочной системы двигателя и поднимает ее вместе с толкателем. В полости над мембраной установлены неподвижный и подвижной контакты и пружина, противодействующая перемещению мембраны.

Рис. 3.8. Датчик аварийного падения давления: 1,2 — контакты;

• 3 — мембрана; 4 — разъем; 5 — фильтр; 6 — пружина; 7 — изолятор;
• 8 — толкатель; 9 — корпус

Сверху корпус закрыт изолятором с разъемом, под которым установлен фильтр, через который в надмембранную полость проходит атмосферное давление. Если бы связи с атмосферным давлением не было, то перемещению мембраны противодействовал бы замкнутый объем воздуха при его сжатии. При повышении давления в подмембранном пространстве датчика, сообщенном с контролируемой системой, мембрана выгибается и размыкает контакты. При падении давления контакты замыкаются, что приводит к включению контрольной лампочки на панели приборов, сигнализирующей об аварийной ситуации.

Разряжение во впускном коллекторе измеряется прибором, который называется эконометром. Он также может работать на базе трубки Бурдона. Манометрическая трубчатая пружина в данном случае реагирует не на увеличение давления, а на его уменьшение. Трубка сжимается при попадании в нее разреженного газа, т. е. вакуума, и перемещение выходного звена трубки происходит в противоположную сторону. По положению стрелки в одной из трех зон шкалы эконометра водитель может оценивать экономичность выбранного режима движения, а также получать информацию о неисправности двигателя. Если стрелка прибора находится слева, двигатель работает с увеличенной нагрузкой или с излишним расходом горючего. Этого можно избежать, перейдя на другую передачу или изменив режим движения. Если стрелка находится справа, это означает, что режим работы двигателя оптимальный. Колебания стрелки в левой зоне указывают на неисправные клапаны или неправильную установку системы зажигания. Если колебания стрелки происходят в левой зоне и частично захватывают правую зону, то это означает, что происходит потеря компрессии в двигателе.