В качестве электрических приборов для контроля давления масла в
системе смазки двигателя применяются электротепловые импульсные и
электромагнитные манометры.
Электротепловой импульсный манометр состоит из датчика,
устанавливаемого на двигателе, и приемника, размещенного на
специальном щитке. Датчик и приемник соединены электрическим
проводом.
Основной деталью датчика и приемника электротеплового манометра
является термобиметаллическая пластинка, состоящая из двух
пластинок, наложенных одна на другую и сваренных между собой.
Пластинки выполнены из материалов с почти одинаковым модулем
упругости Е, но с различными коэффициентами линейного расширения а.
При нагреве термобиметаллическая пластинка деформируется, изгибаясь
в сторону пластинки, имеющей больший коэффициент линейного
расширения.
Схема датчика и приемника электротеплового импульсного манометра
приведена на рис. 51.
Биметаллическая пластинка 6 приемника имеет П-образную форму. Одно
из плеч пластинки с обмоткой большого сопротивления шарнирно
соединено со стрелкой 7, другое плечо пластинки закреплено
неподвижно.
В датчик масло подается через штуцер 1 под мембрану 2, к центру
которой прижимается изогнутая пружина 9, закрепленная одним концом
неподвижно. На свободном конце пружины имеется серебряно-кадмиевый
контакт. Такой же контакт установлен на рабочем конце П-образной
биметаллической пластинки, имеющей высокоомную обмотку; другой конец
биметаллической пластинки закреплен неподвижно. Конец обмотки
пластинки через зажим 4 соединен с обмоткой датчика. Помимо обмотки,
биметаллическая пластинка 5 соединена с зажимом 4 через
дополнительное сопротивление 3. Датчик и приемник соединены одним
проводом, вторым проводом является масса.
При отсутствии давления на мембрану 2 контакты датчика едва касаются
и ток проходит по обмоткам биметаллических пластинок 5 и 6, нагревая
их. Деформация пластинки 5 приводит к размыканию контактов, а
пластинки 6 - к перемещению стрелки 7. При слабом соприкосновении
контактов пластинки 5 их разрыв происходит немедленно после подачи
тока, так как от незначительного прогрева пластинка 5 деформируется
и размыкает контакты. Эти контакты замкнутся вновь только через
некоторый промежуток времени, когда пластинка 5 остынет.
Замкнувшись, контакты немедленно разойдутся вновь. Такие пульсации
при отсутствии избыточного давления под мембраной повторяются 15-20
раз в минуту. При увеличении давления число пульсаций в минуту также
увеличивается: при давлении 2 кГ/см2 оно достигает 40-70 пульсаций в
минуту.
Рис. 51. Схема устройства электротеплового
импульсного манометра: а - при отсутствии давления масла; б - при
наличии давления масла: 1 - штуцер; 2 - мембрана; 3 - дополнительное
сопротивление; 4 - зажим датчика; 5 - биметаллическая пластинка
датчика; 6 - биметаллическая пластинка приемника; 7 - стрелка; 8 -
основание датчика; 9 - пружина
Так как исходное положение при отключении тока стрелка занимает
левее отметки 0 кГ/см2, то при включении тока и отсутствии давления
пластинка устанавливает стрелку точно на нулевую отметку шкалы. С
повышением давления масла мембрана 2 датчика прогибается (рис. 51,
б) и размыкание контактов будет происходить при большей деформации
биметаллической пластинки 5, что произойдет при большем значении
1эф. Рабочее плечо биметаллической пластины 6 приемника будет
нагреваться сильнее и переместит стрелку 7 вправо.
Термобиметаллические пластинки датчика и приемника нагреваются не
только током, проходящим по их обмоткам. На них воздействует
температура окружающего воздуха, а датчику передается, кроме того,
тепло от нагретых частей двигателя и масла, поступающего под
мембрану. Для того чтобы дополнительный нагрев пластинок и
соответственно их дополнительная деформация не влияли на показания
прибора, в конструкции последнего предусмотрена температурная
компенсация. Ее действие заключается в том, что термобиметаллическая
П-образная пластинка, имеющая обмотку только на одном плече, при
дополнительном нагреве деформируется другим плечом в сторону,
противоположную деформации плеча с обмоткой, исключая действие
дополнительного нагрева.
Конструктивно шарнирное соединение биметаллической пластинки 1
приемника электротеплового импульсного манометра (рис. 52, а) со
стрелкой 2 выполнено в виде подвески между крючкообразно изогнутыми
концами биметаллической пластинки и бронзовой пластинки 4. Зубчатые
секторы 3 и 5 предназначены для установки стрелки в нужном положении
при регулировке прибора. Датчик прибора (рис. 52, б) имеет
дополнительное регулировочное сменное сопротивление 6, которое
подбирает при регулировании датчика. Включением регулировочного
сопротивления параллельно обмотке биметаллической пластинки 7
изменяют силу тока, проходящего по обмотке датчика. Силу сжатия
контактов при регулировании датчика изменяют поворотом сектора 3.
Рис. 52. Электротепловой импульсный
манометр: а - приемник; б - датчик; 1 и 7 - биметаллические
пластинки; 2 - стрелка; 3 и 5 - зубчатые регулировочные секторы; 4 -
бронзовая пластинка; 6 - регулировочное сопротивление
Электромагнитный манометр сдатчиком реостатного типа (рис. 53)
имеет гофрированную мембрану 9, реостат 4 и приемник. Масло подается
в полость под мембраной через штуцер 10.
При прогибе мембрана перемещает свободный конец рычага 8 и кронштейн
6, составляющий с рычагом одно целое, вверх. Кронштейн упирается
специальным упором в рычаг 5, который, в свою очередь, нажимает
одной своей стороной в коленчатый рычаг 2, а другой - в
регулировочный винт 7. При этом коленчатый рычаг, на котором
закреплен ползунок 3 реостата 4, вращается вокруг оси /, перемещая
ползунок по реостату. При понижении давления масла ползунок под
действием возвратной пружины 1 опускается вниз.
Один конец реостата выведен на массу датчика, а второй конец
соединен с зажимом 15 электромагнитного приемника.
Приемник состоит из двух катушек с сердечниками из мягкого железа.
Концы катушек подключены к зажиму 14, соединенному с аккумуляторной
батареей. Второй конец левой катушки соединен с массой двигателя, а
правой катушки - с концом обмотки реостата датчика.
Ток из аккумуляторной батареи через зажим 14 проходит по обеим
катушкам, магнитные поля которых действуют на железный якорь 13 со
стрелкой 12 и противовесом 11. Якорь при этом стремится
расположиться длинной стороной по направлению силовых линий
результирующего поля катушек. Сила тока в левой катушке при
неизменном напряжении питающего тока не меняется, а ток в правой
катушке зависит от положения ползунка реостата датчика, т. е. от
давления масла на мембрану.
При отсутствии давления масла реостат датчика полностью включен,
и сила тока в правой катушке намного меньше, чем в левой. В этом
случае результирующее поле определяется полем левой катушки, поэтому
якорь устанавливается длинной стороной почти по оси левой катушки, и
стрелка прибора находится против нулевой отметки на шкале.
С повышением давления масла сопротивление реостата датчика
уменьшается, сила тока и магнитный поток правой катушки
увеличиваются. Силовые линии результирующего поля катушек
поворачиваются по часовой стрелке, в этом же направлении
поворачивается якорь со стрелкой. После выключения тока противовес
11 возвращает стрелку в исходное положение.
В качестве приемника в электромагнитных манометрах применяют
магнитоэлектрические указатели давления с датчиками реостатного
типа.
Магнитоэлектрический указатель (рис. 54) состоит из трех катушек
4, 2 и 10, намотанных на пластмассовую колодку 8; для поддержания
постоянного сопротивления катушек при изменении их температуры в
схему включены сопротивления температурной компенсации 11 и
дополнительное сопротивление 12. Дополнительное сопротивление, кроме
того, ограничивает силу тока в цепи приемника при малом
сопротивлении реостата датчика.
В кольцевом пространстве между колодками на оси установлен
дискообразный постоянный магнит 9 со стрелкой 5 и ограничителем 1
угла поворота стрелки. Ограничитель 1 имеет отогнутый конец, который
входит в прорезь 3 пластмассовой колодки.
В канавку колодки закладывают постоянный магнит 7. Стальной
магнитный экран 6 защищает приемник от посторонних магнитных полей.
Магниты 9 и 7 при отключенном приборе отклоняют стрелку 5 влево до
упора в ограничителе.
При работе прибора сила тока в катушках и их магнитные потоки
распределяются в зависимости от сопротивления 13 реостата датчика.
Когда давления масла в датчике нет, то реостат включен на
максимальное сопротивление. Сила тока в катушке 4 будет наибольшей,
а в катушках 2 и 10 - наименьшей.
Магнитные потоки катушек 4 и 2 направлены навстречу друг другу.
Магнитный поток катушки 10 направлен под углом 90° к результирующему
магнитному потоку катушек 4 и 2. Общий результирующий магнитный
поток всех катушек определяет положение дискообразного магнита 9 и
стрелки 5 на шкале прибора.
При отсутствии давления масла магнитный поток катушки 4 будет иметь
наибольшую величину, а магнитные потоки катушек 2 и 10 - наименьшую,
что определит положение стрелки 5 против нулевой отметки шкалы. С
возрастанием давления масла сопротивление реостата датчика
уменьшается, соответственно уменьшается ток и магнитный поток
катушки 4, а ток в катушке 2 я 10 и их магнитные потоки
увеличиваются. При этом изменяется направление и величина общего
результирующего магнитного потока и магнит 9 со стрелкой 5
отклоняются на угол, соответствующий показанию давления масла на
шкале прибора. С увеличением давления масла сопротивление датчика
становится небольшим и катушка 4, включенная параллельно реостату
датчика, шунтируется. В результате этого сила тока в катушке 4
падает до нуля и стрелка занимает крайнее правое положение.
Сигнализатор аварийного давления масла иногда заменяет или
дополняет показания манометра. Сигнализатор может включать или
выключать лампочку при давлении масла в системе смазки двигателя
ниже или выше заданного предела.
Сигнализатор типа ММ6 аварийного давления масла включает цепь
питания сигнальной лампы 1 (рис. 55) при чрезмерном снижении
давления масла в системе смазки двигателя.
Масло из системы смазки поступает через штуцер 9 в полость между
основанием 8 и мембраной 7. Чашечка 6 нагружена пружиной 5 и
прижимается к мембране 7. Сигнальная лампа 1 подключена к контактной
пластине 2 датчика.
При достаточном давлении в системе смазки двигателя контактная
чашечка 6 отжата мембраной 7 и цепь сигнальной лампы 1 разомкнута.
При снижении давления масла ниже допустимого диафрагма под
воздействием пружины 5 отжимается вниз и контактная чашечка 6
соединяется с контактной пластиной 2, включая сигнальную лампу.
Аварийный сигнал может быть также звуковым. Изменением натяжения
пружины 5 при помощи регулировочного винта 4 можно регулировать
давление, при котором загорается сигнальная лампа.
