В настоящее время одним из перспективных направлений в области совершенствования и развития автомобильного транспорта является разработка интеллектуальных бортовых систем (ИБС) управления. Целью оснащения автомобилей ИБС является дальнейшее повышение эффективности использования наземного транспорта, повышение безопасности транспортного процесса, снижения экологических нагрузок на окружающую среду.

Основной задачей ИБС является постоянный контроль за действиями водителя, состоянием транспортного средства, помощь водителю эффективно и безопасно управлять автомобилем в сложных дорожных условиях.

В общем случае ИБС автомобиля можно представить структурно состоящую из: системы управления автомобилем, системы информации водителя и системы сбора и передачи информации.

В данной статье основное внимание уделяется одному из вопросов контроля работы двигателя автомобиля и информирования водителя.

Известно, что эффективная и долговечная работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) автомобиля зависит от состояния моторного масла. Однако в современных автомобилях в работающем ДВС ни один физико-химический параметр моторного масла не измеряется и не контролируется [1,2]. Поэтому учитывая важность функций, выполняемых моторным маслом в работающем ДВС, целесообразно осуществлять контроль состояния моторного масла и передавать эту информацию водителю [3,4,5,6,7].

В настоящее время ведутся работы по разработке устройства контроля качества моторного масла.

Известно устройство контроля состояния масла в двигателе внутреннего сгорания, в системе его контроля, в которой осуществляют непрерывный контроль качества масла по остаточному ресурсу с учетом числа оборотов, которые совершил двигатель после последней смены масла, запаху масла и времени работы масла. Сигналы датчиков обрабатывает электронная система и выводит на дисплей сигнал о необходимости замены масла [8].

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает контроль уровня масла и наработки ДВС, не выполняется корректировка значений уровня масла по значению его качества, не обеспечивает расчет и вывод информации на дисплей отклонение значения качества масла относительно текущего нормированного его значения.

Известна система контроля качества масла в двигателе внутреннего сгорания, содержащая датчик уровня и качества масла, который состоит из двух вставленных одна в другую цилиндрических деталей, образующих конденсатор (емкостные датчики), датчик температуры масла и электронный блок (корректор), причем датчики уровня, качества и температуры подключены к электронному блоку (корректору) и имеют возможность контактировать с маслом двигателя [9].

Недостатком этой системы является то, что ошибка показания уровня масла во многом зависит от изменения проводимости масла, которое меняется в процессе использования масла.

Поэтому разработка более совершенных устройств контроля качества работающего моторного масла является актуальной задачей.

Структурная схема устройства контроля физико-химических параметров (ФХП) работающего моторного масла в ДВС предлагается на рисунке 1.

Для измерения контролируемых ФХП моторного масла  в состав схемы включены датчики, назначение которых является преобразование ФХП в соответствующие им электрические сигналы.

Для измерения загрязненности моторного масла целесообразно использовать фотометрический способ. При распространении оптического излучения в среде происходит его ослабление. Чем больше загрязненность среды, тем большее ослабление оптического излучения. 

Рисунок 1 – Структурная схема устройства контроля моторного масла в ДВС

Основными элементами, реализующими этот способ, являются: фотоприемник и источник излучения. Величина фототока зависит от величины падающего на него оптического излучения, проходящего через слой масла. Чем больше загрязненность моторного масла. Тем больше ослабление излучения, тем меньше величина фототока. По измеренному значению фототока можно определить загрязненность моторного масла.

Диэлектрическая проницаемость моторного масла так же, как и загрязненность, зависит от величины пробега автомобиля. Диэлектрическую проницаемость моторного масла можно определить, если в качестве датчика использовать емкостной датчик, основным элементом которого является конденсатор.

Емкость конденсатора зависит от размеров пластин и диэлектрических свойств среды между пластинами. Если емкостной датчик поместить в моторное масло, то по величине измеренной емкости можно определить диэлектрическую проницаемость среды, т.е. масла.

Если в качестве датчика использовать индуктивный датчик, то можно контролировать уровень моторного масла в картере двигателя. Индуктивный датчик формирует электрический сигнал, пропорциональный величине давления. При снижении уровня масла в картере уменьшается давление на индукционный датчик пропорционально уменьшению давления, следовательно уменьшается величина электрического сигнала на его выходе.

Для того, чтобы контролировать перечисленные выше параметры моторного масла датчики должны быть погружены в моторное масло.

Далее сигналы с датчиков поступают в электронный преобразователь, который преобразует поступающие сигналы с датчиков в виду, необходимому для дальнейшей обработки

В анализаторе сигналы наделяются отличительными признаками, соответствующими каждому контролируемому ФХП моторного масла.

С помощью передающего устройства происходит передача сигналов в приемник. Приемник может находиться в салоне автомобиля. На выходе приемника поступившая в него информация преобразуется в сигналы, величина которых пропорциональна значению измеряемого ФХП моторного масла и поступает на дисплей для информирования водителя.

В случае если значение контролируемого параметра достигло предельного значения, подается сигнал «Тревоги».

В соответствии с принципом работы устройства контроля ФХП моторного масла по структурной схеме предлагается его конструктивная разработка.

Схема конструкции устройства контроля приведено на рисунке 2.

Рисунок 2 – Устройство контроля масла в ДВС: 1 – корпус, 2 – колпачок, 3 – аккумуляторная батарея, 4 – контактная пружина, 5 – радиопередатчик, 6 – светодиод, 7 – фотоэлемент, 8 – датчики уровня, 9 – подпружиненная крышка, 10, 12 – фланцевые вставки, 11 – емкостной датчик, 13 – коммутационный узел, 14 – антенна

Таким образом, предлагаемая система контроля состояния масла в двигателе внутреннего сгорания позволяет производить:

- измерение уровня;

- измерение качества;

- измерение температуры;

- определение наработки двигателя внутреннего сгорания;

- корректировку значения качества масла по температуре;

- определение  значения уровня расхода масла за заданный интервал времени;

- определение отклонения расхода масла относительно нормированного расхода масла;

- отклонение качества масла относительно текущего значения нормированного качества масла;

- определение суммарного расхода масла за заданный промежуток времени.

На разработанное устройство получен патент [10].

1. Долгова Л.А., Салмин В.В. Ранжирование основных параметров работоспособности моторного масла. В сборнике: Перспективные направления развития автотранспортного комплекса.  Сборник статей VIII Международной научно-производственной конференции. МНИЦ ПГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА,  2014 – 140 с.,  С. 33-38
2. Долгова Л.А. Анализ и обоснование выбора основных параметров работоспособности моторного масла. Проблемы  автомобильно-дорожного  комплекса  России: Эксплуатация  и  развитие  автомобильного  транспорта [Текст]: материалы XI междунар. заочн. науч.-техн. конф. 1 декабря 2014 г., Пенза / [ред.кол.: Э.Р. Домке (отв. ред.) и др.]. – Пенза: ПГУАС, 2014. –  266 с., С. 88
3. Резников В.Д., Шипулина Э.Н. Критерии работоспособности моторных масел //Химия и технология топлив и масел. – 1989. – №9. – с. 24-29.
4. Григорьев М.А., Бунаков Б.М., Долецкий В.А. Качество моторного масла и надежность двигателей. – М.: Изд. стандартов. 1981, – 231 с.
5. Шепельский Ю.Л., Певзнер Л.А. Плотность как показатель загрязненности работающего моторного масла // Двигателестроение. – 1984. – №7. – с. 35-37, 40.
6. Носова Е.В., Головных И.М. Оценка износа карбюраторных двигателей по состоянию моторного масла. Журнал «Автомобильная промышленность, 2001, №10, с. 27.
7. Долгова Л. А. Анализ параметров моторного масла и технических устройств, позволяющих контролировать процессы старения моторных масел [Текст] / Л. А. Долгова, С. А. Жаткин, В. В. Салмин // Молодой ученый. — 2015. — №9. — С. 198-202.
8. US патент № 5382942, кл. F01M 11/10, опубл. 1995
9. Olwechselnurbei Bedarf // AMZ: Auto, Mot, Zubehor, – 1997. – 85, № 9. – с 123
10. Патент RU №2578754 « УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАСЛА В ДВС»

Все статьи автора «Долгова Лариса Александровна»