RU2252811C1 - Internal combustion engine filter condition checking system - Google Patents
Internal combustion engine filter condition checking system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2252811C1 RU2252811C1 RU2004115667/15A RU2004115667A RU2252811C1 RU 2252811 C1 RU2252811 C1 RU 2252811C1 RU 2004115667/15 A RU2004115667/15 A RU 2004115667/15A RU 2004115667 A RU2004115667 A RU 2004115667A RU 2252811 C1 RU2252811 C1 RU 2252811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- engine
- control unit
- electronic control
- internal combustion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности устройствам для контроля состояния фильтрующих элементов.The invention relates to the field of engine construction, in particular to devices for monitoring the state of filter elements.
Изобретение может быть использовано в качестве устройства, сигнализирующего о засоренности фильтрующего элемента и о его разгерметизации.The invention can be used as a device that signals the clogging of the filter element and its depressurization.
Известен индикатор засоренности фильтра, содержащей манометр, фильтр, включающий корпус с установленным в нем фильтрующим элементом и обратным гидроклапаном, в канале которого дополнительно установлен второй гидроклапан и дроссель, к которому присоединен манометр. При засорении фильтра и открытии обратного гидроклапана, даже при перепуске в систему малого количества нефильтрованного масла, скорость его движения в канале дросселя будет большой, и манометр покажет падение давления масла, это будет сигналом о засорении фильтра. (Авторское свидетельство СССР №1643052 А1, кл. В 01 D 35/14, опубликовано 23.04.91. Бюллетень №15)A known indicator of clogged filter containing a pressure gauge, a filter comprising a housing with a filter element installed therein and a non-return valve, in the channel of which an additional second valve and an orifice are attached to which a pressure gauge is connected. If the filter is clogged and the check valve is opened, even if a small amount of unfiltered oil is passed into the system, its speed in the throttle channel will be large, and the manometer will show a drop in oil pressure, this will be a signal about the filter clogging. (USSR author's certificate No. 1643052 A1, class B 01 D 35/14, published April 23, 91. Bulletin No. 15)
Однако индикатор засоренности фильтра не сообщает о разгерметизации фильтрующего элемента.However, the filter clogging indicator does not indicate a depressurization of the filter element.
При разгерметизации фильтрующего элемента неочищенная жидкость начнет поступать к потребителю, что может привести к преждевременной поломке двигателя. Также индикатор засоренности фильтра не учитывает расход жидкости и ее вязкость, от которых зависит давление в системе.When the filter element is depressurized, the untreated liquid will begin to flow to the consumer, which can lead to premature engine failure. Also, the filter clogging indicator does not take into account the flow rate and its viscosity, on which the pressure in the system depends.
Наиболее близким к заявляемому устройству изобретением является сигнализатор фильтра. (Авторское свидетельство СССР №317396, кл. В 01 D 35/14, опубликовано 19.10.1971. Бюллетень №31).Closest to the claimed device, the invention is a filter detector. (USSR author's certificate No. 317396, class B 01 D 35/14, published on 10/19/1971. Bulletin No. 31).
Сигнализатор фильтра, например, топливной системы двигателя внутреннего сгорания, содержит включенный в цепь сигнализации и размещенный в корпусе манометрический датчик, полости которого сообщены каналами с входом и выходом фильтра.The signaling device of the filter, for example, the fuel system of the internal combustion engine, contains a pressure gauge included in the signal circuit and housed in the housing, the cavities of which are communicated by channels with the input and output of the filter.
Отличительной особенностью данного сигнализатора фильтра является то, что он снабжен дополнительным чувствительным элементом, соединенным с чувствительным элементом манометрического датчика и установленным за фильтром сопротивлением.A distinctive feature of this filter warning device is that it is equipped with an additional sensitive element connected to the pressure sensor sensitive element and installed with a resistance behind the filter.
Гидравлическая характеристика сопротивления идентична характеристике фильтра. Вход и выход сопротивления сообщены с полостями дополнительного чувствительного элемента.The hydraulic response is identical to the filter. The input and output of the resistance are communicated with the cavities of the additional sensitive element.
Сигнализатор фильтра работает следующим образом. Мембрана основного датчика развивает усилие, направленное вниз и пропорциональное перепаду давлений на фильтре. Мембрана дополнительного чувствительного элемента развивает усилие, направленное вниз и пропорциональное перепаду давлений на топливомасляном радиаторе. При незасоренном фильтре усилие, действующее вверх, превосходит усилие, действующее вниз, мембрана основного датчика находится на упоре, шток в крайнем верхнем положении, а контакты замкнуты. По мере засорения фильтрующего элемента перепад давлений на фильтре увеличивается, и когда этот перепад достигнет такой величины, что усилие мембраны основного датчика превысит усилие мембраны дополнительного чувствительного элемента, шток переместится вниз и разомкнет контакты. При этом происходит выдача сигнала о недопустимом засорении фильтра.The filter alarm operates as follows. The membrane of the main sensor develops a downward force proportional to the pressure drop across the filter. The membrane of the additional sensing element develops a force directed downward and proportional to the pressure drop across the fuel-oil radiator. With an unclogged filter, the force acting up exceeds the force acting down, the membrane of the main sensor is on the stop, the rod is in the highest position, and the contacts are closed. As the filter element becomes clogged, the pressure drop across the filter increases, and when this difference reaches such a value that the membrane force of the main sensor exceeds the membrane pressure of the additional sensor, the rod will move down and open the contacts. At the same time, a signal is issued about unacceptable clogging of the filter.
Описанный выше сигнализатор фильтра имеет ряд недостатков. Во-первых, данная система не способна регистрировать разгерметизацию фильтрующего элемента, т.к. при разгерметизации давление после фильтра увеличится, и соответственно уменьшится усилие, развиваемое мембраной основного датчика, направленное вниз. Мембрана останется на упоре. Во-вторых, гидравлическая характеристика дополнительного сопротивления при попадании неочищенной жидкости будет меняться, что может привести к появлению ложных сигналов. Введение дополнительного сопротивления в систему приводит к увеличению сопротивления всей системы и к дополнительной потере энергии на преодоление этого сопротивления.The filter indicator described above has several disadvantages. Firstly, this system is not able to register the depressurization of the filter element, because during depressurization, the pressure after the filter will increase, and accordingly, the force developed downward by the membrane of the main sensor will decrease. The membrane will remain on the stop. Secondly, the hydraulic characteristic of the additional resistance when the crude liquid enters will change, which can lead to the appearance of false signals. The introduction of additional resistance into the system leads to an increase in the resistance of the entire system and to an additional loss of energy to overcome this resistance.
В основу изобретения положена техническая задача, которая заключается в повышении надежности работы двигателя за счет своевременного поступления сигналов о состоянии фильтра, позволяющих предотвратить аварийные режимы работы двигателя, возникающие при засорении фильтрующих элементов и при разгерметизации фильтра.The basis of the invention is a technical problem, which is to increase the reliability of the engine due to the timely receipt of signals about the state of the filter, which can prevent emergency operation of the engine that occurs when the filter elements are clogged and when the filter is depressurized.
Это достигается тем, что 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, согласно изобретению 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.This is achieved by the fact that the monitoring system of the state of the filter of the internal combustion engine, comprising a filter, a pressure meter, the cavities of which are connected by channels with the input and output of the filter and which is included in the engine signal circuit, according to the invention is equipped with an electronic control unit, sensors for coolant temperature and speed the crankshaft of the engine, while one of the inputs of the electronic control unit is connected to a pressure meter, and the second and third inputs of the unit are connected respectively to these sensors, one of the outputs of the electronic control unit is connected to the actuator, and the second output is connected to the signal elements of the signal circuit of the engine.
Наличие связи измерителя давления с входом и выходом фильтра позволяет регистрировать потерю давления в фильтре. По перепаду давления до и после фильтра можно судить о состоянии фильтрующего элемента.The connection of the pressure meter with the inlet and outlet of the filter allows you to register the pressure loss in the filter. The pressure drop before and after the filter can be used to judge the state of the filter element.
Связь измерителя давления с электронным блоком управления позволяет анализировать перепад давления на любом режиме работы двигателя. Наличие датчика температуры, связанного с электронным блоком управления, позволяет регистрировать температуру двигателя, от которой зависит вязкость фильтруемой жидкости. Наличие датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя, связанного с электронным блоком управления, позволяет определить скоростной режим двигателя, от которого зависит расход жидкости через фильтр. Наличие связи электронного блока управления с сигнальными элементами цепи сигнализации двигателя позволяет сообщать оператору о предельном загрязнении фильтра либо о его разгерметизации. Наличие связи электронного блока управления с исполнительным механизмом позволяет воздействовать на органы управления двигателем, например произвести остановку двигателя или уменьшить цикловую подачу топлива, в случае возникновения аварийного режима работы. Выполнение устройства данным образом позволяет следить за состоянием фильтра и на любом режиме работы двигателя выдавать сигнал о разгерметизации фильтрующего элемента либо о засорении фильтра.The connection of the pressure meter with the electronic control unit allows you to analyze the pressure drop in any engine operation mode. The presence of a temperature sensor associated with the electronic control unit allows you to record the temperature of the engine, which determines the viscosity of the filtered fluid. The presence of the engine speed sensor connected with the electronic control unit allows you to determine the speed of the engine, which determines the flow rate of the liquid through the filter. The presence of communication between the electronic control unit and the signal elements of the engine alarm circuit allows the operator to be informed of the maximum pollution of the filter or its depressurization. The communication of the electronic control unit with the actuator allows you to act on the engine controls, for example, stop the engine or reduce the cyclic fuel supply in the event of an emergency operation. The implementation of the device in this way allows you to monitor the status of the filter and at any engine operating mode to give a signal about the depressurization of the filter element or about clogging of the filter.
Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.
Система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания состоит из измерителя давления 1, связанного трубопроводами 2 и 3 с входом и выходом фильтра 4. Электронный блока управления 5 связан электронной цепью с датчиком температуры 6 охлаждающей жидкости и датчиком частоты вращения 7 коленчатого вала. Выходы электронного блока управления 5 соединены электронной цепью с исполнительным механизмом 8 и сигнальными элементами 9 и 10 цепи сигнализации двигателя. Измеритель давления 1 разделен мембраной 11 на две полости А и В. Мембрана 11 подпружинена пружиной 12 и связана кинематически со стальным сердечником 13. Стальной сердечник входит в катушку индуктивности 14, связанную с электронным блоком управления 5.The monitoring system of the filter state of the internal combustion engine consists of a pressure meter 1 connected by pipelines 2 and 3 to the input and output of the filter 4. The electronic control unit 5 is connected by an electronic circuit to the temperature sensor 6 of the coolant and the speed sensor 7 of the crankshaft. The outputs of the electronic control unit 5 are connected by an electronic circuit to the actuator 8 and the signal elements 9 and 10 of the engine signal circuit. The pressure meter 1 is divided by a membrane 11 into two cavities A and B. The membrane 11 is spring-loaded with a spring 12 and kinematically connected to the steel core 13. The steel core enters the inductor 14 connected to the electronic control unit 5.
Система контроля состояния фильтра работает следующим образом. При работе двигателя на фильтре 4 создается перепад давления ΔР. Этот перепад давления зависит от расхода жидкости через фильтр, который учитывается скоростным режимом двигателя с помощью датчика частоты вращения 7 коленчатого вала двигателя. Также перепад давления ΔР зависит от вязкости жидкости, которая, в свою очередь, зависит от температуры жидкости и учитывается датчиком температуры 6 охлаждающей жидкости. Датчик температуры 6 может контролировать непосредственно температуры фильтруемой жидкости.The system for monitoring the status of the filter is as follows. When the engine is running on the filter 4, a pressure drop ΔP is created. This pressure drop depends on the flow rate of the liquid through the filter, which is taken into account by the high-speed engine mode using the engine speed sensor 7 of the crankshaft. Also, the pressure drop ΔP depends on the viscosity of the liquid, which, in turn, depends on the temperature of the liquid and is taken into account by the temperature sensor 6 of the coolant. The temperature sensor 6 can directly monitor the temperature of the filtered fluid.
Перепад давления ΔР для данного скоростного и температурного режима двигателя должен находиться в определенных пределах от ΔРmin до ΔРmax. Перепад давления ΔР меньше минимально допустимого перепада давлений ΔPmin, обусловленного сопротивлением нового фильтрующего элемента, свидетельствует о разгерметизации фильтрующего элемента. В результате чего в двигатель начнет поступать нефильтрованная жидкость, вызывая повышенный абразивный износ двигателя, что недопустимо для надежной работы двигателя. Увеличение перепада давления ΔР выше максимально допустимого ΔРmax свидетельствует о засоренности фильтрующего элемента и о необходимости провести техническое обслуживание фильтра.The pressure drop ΔP for a given speed and temperature conditions of the engine should be in certain limits from ΔP min to ΔP max . The pressure drop ΔP is less than the minimum allowable pressure drop ΔP min due to the resistance of the new filter element, indicates a depressurization of the filter element. As a result, unfiltered liquid will begin to enter the engine, causing increased abrasive wear of the engine, which is unacceptable for reliable engine operation. The increase in pressure drop ΔP above the maximum allowable ΔP max indicates the clogging of the filter element and the need to conduct maintenance of the filter.
Перепад давления ΔР по каналам 2 и 3 передается в рабочие полости А и В измерителя давления 1, вызывая прогиб мембраны 11 на определенную величину. Мембрана 11, прогибаясь, вызывает перемещение стального сердечника 13, который, в свою очередь, входит в катушку индуктивности 14, изменяя индуктивность цепи. Катушка индуктивности 14 связана электронной цепью с электронным блоком управления 5. Сигнал поступающий с катушки 14 на электронный блок управления, сравнивается с сигналом, соответствующем перепаду давления для данной частоты вращения коленчатого вала двигателя и температуры охлаждающей жидкости.The pressure drop ΔP through channels 2 and 3 is transmitted to the working cavities A and B of the pressure meter 1, causing a deflection of the membrane 11 by a certain amount. The membrane 11, bending, causes the movement of the steel core 13, which, in turn, enters the inductor 14, changing the inductance of the circuit. The inductor 14 is connected by an electronic circuit to the electronic control unit 5. The signal from the coil 14 to the electronic control unit is compared with the signal corresponding to the pressure drop for a given engine speed and coolant temperature.
Если перепад давления на фильтре находится в допустимых пределах, то система не выдает никаких сигналов.If the pressure drop across the filter is within acceptable limits, the system does not give any signals.
Если перепад давления на фильтре ΔР выходит за пределы максимально допустимого перепада ΔРmax, это свидетельствует о засорении фильтра, то электронный блок управления выдает сигнал на сигнальный элемент 9, сообщая оператору о необходимости технического обслуживания фильтра.If the pressure drop across the filter ΔP goes beyond the maximum allowable differential ΔP max , this indicates a clogged filter, then the electronic control unit gives a signal to the signal element 9, informing the operator about the need for maintenance of the filter.
Если перепад давления на фильтре ΔР оказывается ниже минимального перепада давления ΔРmin, то электронный блок управления выдает сигнал на сигнальный элемент 10, сообщая оператору о разгерметизации фильтра, и выдает сигнал на исполнительный механизм 8. В качестве исполнительного механизма может быть использовано устройство для остановки двигателя или любое другое устройство действующее на органы управления двигателем.If the pressure drop across the filter ΔP is lower than the minimum pressure drop ΔP min , the electronic control unit gives a signal to the signal element 10, informing the operator of the depressurization of the filter, and gives a signal to the actuator 8. As an actuator, a device to stop the engine can be used or any other device acting on engine controls.
Таким образом, предлагаемая конструкция системы контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания позволит значительно снизить вероятность наступления аварийных ситуаций из-за абразивного износа деталей двигателя, вызванного поступлением неочищенной жидкости, и получать достоверную информацию о состоянии фильтра.Thus, the proposed design of the monitoring system of the filter state of the internal combustion engine will significantly reduce the likelihood of accidents due to abrasive wear of engine parts caused by the flow of untreated liquid, and to obtain reliable information about the state of the filter.
Система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания может быть использована в качестве аварийной сигнализации на двигателях внутреннего сгорания.The system for monitoring the state of the filter of an internal combustion engine can be used as an alarm on internal combustion engines.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004115667/15A RU2252811C1 (en) | 2004-05-24 | 2004-05-24 | Internal combustion engine filter condition checking system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004115667/15A RU2252811C1 (en) | 2004-05-24 | 2004-05-24 | Internal combustion engine filter condition checking system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2252811C1 true RU2252811C1 (en) | 2005-05-27 |
Family
ID=35824454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004115667/15A RU2252811C1 (en) | 2004-05-24 | 2004-05-24 | Internal combustion engine filter condition checking system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2252811C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548236C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Method of technical diagnostic of fine filter of diesel engine fuel system |
| RU192311U1 (en) * | 2019-04-08 | 2019-09-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Oil filter with warning device |
-
2004
- 2004-05-24 RU RU2004115667/15A patent/RU2252811C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548236C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Method of technical diagnostic of fine filter of diesel engine fuel system |
| RU192311U1 (en) * | 2019-04-08 | 2019-09-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Oil filter with warning device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10634022B2 (en) | Virtual filter condition sensor | |
| US2729339A (en) | Automatic discriminatory clogging detector for oil filters | |
| US6504474B1 (en) | Method and apparatus for detecting a restricted or bypassed transmission oil filter | |
| KR102047579B1 (en) | Flowmeter | |
| US4626344A (en) | Oil filter restriction sensor | |
| CN101507888A (en) | Double-monitor filter | |
| US7322231B2 (en) | Flowmeter of a variable orifice type having a cleaning arrangement | |
| US20110011807A1 (en) | Device and method for operating a fuel filter | |
| US3325010A (en) | Filter clogging indicator | |
| US20120234770A1 (en) | Filter assembly and control system | |
| CN103157321B (en) | Automatic detection alarm method for clogging of high pressure airtight filter | |
| RU2252811C1 (en) | Internal combustion engine filter condition checking system | |
| CN201375858Y (en) | Dual-monitoring filter | |
| CN207894593U (en) | A kind of multi-way valve pressure-resistant test system | |
| JP4986058B2 (en) | Fuel filter replacement time determination device | |
| CN202526999U (en) | Automatic detecting and alarming device for plugging of high-pressure airtight filter | |
| EP3385690B1 (en) | Aircraft fluid control system having a pressure sensor | |
| CN103038449A (en) | Control device for an extracting unit in the work face of a mine | |
| US4468954A (en) | Device for determining the concentration of suspended solid contaminants in a fluid | |
| GB2290145A (en) | Device for monitoring and detecting irregularities in a pressurised circuit | |
| US3413855A (en) | Apparatus for measuring and indicating fluid pressure across a fluid restriction | |
| US6474144B1 (en) | Determining the level of particulate contamination in a fluid power system | |
| CN102393317A (en) | Online machine oil sampling device and diesel engine therewith | |
| CN111609201B (en) | Check valve system with electronic control | |
| RU113788U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE FILTER STATUS CONTROL SYSTEM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060525 |