УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДПУСКОВОЙ СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F01M5/02 F01M1/02 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к автомобильным двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано для создания системы предпусковой смазки для двигателей других назначений.

Технической задачей, которую позволяет решить предлагаемое устройство, является создание системы предпусковой смазки для двигателей (преимущественно автомобильных), в которых такая возможность конструктивно не предусмотрена. Причем, создание системы предпусковой смазки с помощью предлагаемого устройства может быть реализовано на серийных двигателях, находящихся в эксплуатации, при этом не потребуется даже самых незначительных переделок или доработок его узлов.

Известно, что при пуске холодного двигателя происходит интенсивный его износ, что является следствием того, что за время стоянки, особенно продолжительной, масло стекает в картер, а штатный масляный насос в момент пуска не обеспечивает нужное давление в магистрали. Эта ситуация усугубляется и конструктивными особенностями автомобильных двигателей, в которых из соображений удобства обслуживания, масляный фильтр часто располагается выше уровня масла в картере (например, в двигателях ГАЗ, ВАЗ и др.). В этом случае за время стоянки масло вытекает из фильтра полностью (например, в двигателях ГАЗ), или частично (например, в двигателях ВАЗ и особенно при наличии дефектов в запорном клапане масляного фильтра) и поэтому при пуске требуется значительное время (2-5 с) для заполнения магистрали и фильтра маслом. В этот промежуток времени масло не поступает в узлы трения и двигатель работает в режиме "сухого" трения, делая за это время до 100 оборотов. Естественно, что износ в этих условиях значителен, а система предпусковой смазки позволит уменьшить его.

Известны устройства для предпусковой смазки двигателей, которые позволяют уменьшить износ при пуске. Например, в известном устройстве штатный масляный насос соединен с дополнительным пусковым двигателем через муфту и приводится в действие до запуска основного двигателя, обеспечивая предпусковую смазку последнего. В других известных устройствах используют аккумуляторы масла различных конструкций. Масло, запасенное в них, используется для предпусковой смазки.

Общим недостатком указанных устройств является то, что их невозможно использовать для создания системы предпусковой смазки без конструктивных изменений узлов двигателя. Это означает, что их невозможно использовать на двигателях, находящихся в эксплуатации. Всякое, даже незначительное, изменение конструкции узлов двигателя представляет собой сложную техническую задачу, связанную с переналадкой производства.

Известно устройство, в котором для предпусковой смазки используется посторонний источник давления, т.е. масляный насос, который соединен с масляной магистралью двигателя через переходной штуцер с запорным клапаном. Кроме того, переходной штуцер соединен маслопроводящим каналом с редукционным клапаном штатного масляного насоса. Это позволяет повысить давление при предпусковой прокачке масла за счет того, что масло своим давлением дополнительно сжимает пружину редукционного клапана в штатном масляном насосе.

Недостатком устройства является то, что с его помощью невозможно обеспечить предпусковую смазку двигателя без конструктивных изменений двигателя и его штатного масляного насоса, что представляет собой сложную техническую задачу. Изменение конструкции штатного масляного насоса соединение его редукционного клапана маслопроводящим каналом с переходным штуцером ведет к усложнению конструкции и может быть реализовано только в заводских условиях.

Известно устройство для предпусковой смазки ДВС, содержащее насос предпусковой смазки с приводом и заборным патрубком, запорный клапан и переходный штуцер, которой соединен с выходом насоса с помощью маслопровода, снабжен наружной резьбой для закрепления в отверстии блока цилиндров и отверстием для подключения датчика давления масла. Известное устройство наиболее близко к предлагаемому, но имеет более сложную конструкцию и кроме того не позволяет проконтролировать уровень масла в картере.

Цель изобретения упрощение конструкции устройства.

Это достигается тем, что в устройстве для предпусковой смазки ДВС, содержащем насос предпусковой смазки с приводом и заборным патрубком, запорный клапан и переходный штуцер, который соединен с выходом насоса с помощью маслопровода, снабжен наружной резьбой для закрепления в отверстии блока цилиндров и отверстием для подключения датчика давления масла, заборный патрубок насоса имеет диаметр не больше диаметра отверстия в блоке цилиндров, предназначенного для масляного щупа, а запорный клапан размещен в корпусе переходного штуцера. Наружная резьба переходного штуцера соответствует внутренней резьбе отверстия в блоке цилиндров, предназначенного для установки датчика давления масла.

Кроме основной цели, конструкция устройства позволяет расширить его функциональные возможности путем дистанционного контроля уровня масла в картере. Для достижения этой цели заборный патрубок снабжен ограничителем погружения, и на боковой поверхности имеет отверстие, совпадающее с отметкой минимально допустимого уровня масла в картере.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Вместо штатного щупа для контрольного уровня масла устанавливается заборник масляного насоса, выполненный соответствующим образом, а вместо штатного датчика давления масла устанавливается переходной штуцер, выполненный соответствующим образом. Использование штатных отверстий в блоке цилиндров для установки заборника и переходного штуцера дает возможность создать систему предпусковой смазки без каких-либо изменений в конструкции двигателя. По существу предлагаемое устройство является целиком внешним по отношению к двигателю и не имеет ни одного общего элемента с ним. Именно это обстоятельство отличает его от известных технических решений и позволяет ликвидировать недостатки, присущие известным техническим решениям, и тем самым упростить конструкцию устройства для предпусковой смазки в целом.

Предусмотренное в переходном штуцере отверстие для установки датчика давления масла позволяет сохранить без изменений взаимодействие узлов двигателя после установки на нем предлагаемого устройства для предпусковой смазки.

Наличие отверстия в боковой поверхности трубки заборника, расположенного указанным выше образом, позволяет сформировать поток масло воздушной смеси с пульсирующим давлением, начиная с того момента, когда уровень масла в картере понизится до минимально допустимого уровня. Информация об этом через датчик давления масла и штатные электрические цепи поступит на штатные контрольные индикаторы. Таким образом, кроме предпусковой смазки двигателя, устройство выполняет дополнительные функции роль дистанционного щупа.

Сущность изобретения поясняется графическим материалом.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для предпусковой смазки и схема его установки на двигателе; на фиг.2 структурная схема штатной системы смазка двигателя ( изображены только необходимые элементы); схема (фиг. 2) содержит штатный масляный насос 9, соединенный с масляной магистралью 8 двигателя, которая сообщается с датчиком давления масла 7. Датчик 7 установлен в отверстии 6 блока цилиндров. Для контроля за уровнем масла служит штатный щуп 10, установленный в отверстии 5 блока цилиндров; на фиг. 3 иллюстрация примера выполнения переходного штуцера с запорным клапаном и отверстием для установки датчика давления масла; на фиг. 4 иллюстрация примера выполнения заборника масляного насоса.

Устройство содержит масляный насос 1 с приводом и заборником масла 2 (заборный патрубок). Выход масляного насоса 1 с помощью маслопровода 3 соединен с переходным штуцером 4. Заборник масла 2 установлен в отверстии 5 блока цилиндров, предназначенном для установки штатного щупа уровня масла, а переходный штуцер 4 установлен в отверстии 6 блока цилиндров, предназначенном для установки штатного датчика давления масла. Датчик 7 давления масла установлен на переходном штуцере 4 и через мслопроводящие каналы в нем сообщается с масляной магистралью 8 двигателя, в которую поступает масло от штатного масляного насоса 9 во время работы двигателя.

Переходной штуцер имеет хвостовик 11 с наружной резьбой, соответствующей внутренней резьбе отверстия в блоке цилиндров, предназначенного для установки датчика давления масла, отверстие 12 для установки датчика давления масла, соединенное маслопроводящими каналами 13 с масляной магистралью, подпружиненный запорный клапан 14, обеспечивающий пропускание масла в направлении от входного патрубка 15 к хвостовику 11.

Заборник состоит из трубки 16, диаметр которой не больше диаметра отверстия в блоке цилиндров для установки штатного щупа уровня масла, снабжен ограничителем глубины погружения 17 и хвостовиком 18 для соединения с масляным насосом. В боковой поверхности трубки 16 имеется отверстие 19, которое отстоит от ограничителя глубины погружения 17 на расстоянии, равном расстоянии от ограничителя глубины погружения до метки минимально допустимого уровня масла на штатном щупе.

Установка устройства на двигателе производится следующим образом.

Штатный щуп 10 вынимают из отверстия 5. Вместо него в отверстие 5 устанавливают заборник 2 масляного насоса 1. Штатный датчик давления масла 7 вывинчивают из отверстия 6, а на его место устанавливают переходной штуцер 4, ввинчивая его хвостовиком 11. Датчик давления масла 7 устанавливают в отверстие 12 и подключают его к штатной бортовой электросети. На этом установка закончена.

Приведение устройства в рабочее состояние производится следующим образом.

Масляный насос 1 и переходной штуцер 4, соединенные маслопроводом 3, разъединяют либо со стороны штуцера, либо со стороны масляного насоса. На короткое время (1-2 с) включают привод масляного насоса. При этом масло засасывается через заборник 2 и заполняет объем насоса. Незначительная часть масла может быть выброшена наружу. После этого восстанавливают соединение выхода масляного насоса 1 и переходного штуцера 4 маслопроводом 3. Устройство готово к работе. Приведение в рабочее состояние производится всего один раз непосредственно после установки устройства на двигателе.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии масляная магистраль 8 не заполнена маслом, так как за время стоянки двигателя масло стекло в картер.

Предварительно включают питание на штатные индикаторы и приборы, обслуживающие двигатель. Например, для двигателя, установленного на автомобиле, поворотом ключа зажигания включают бортовое электропитание. Стартер при этом не включают и двигатель не запускают. При этом сигнал от датчика давления масла по штатным цепям передается на штатные индикаторы давления масла (если они есть) и на контрольную лампу давления масла. Контрольная лампа загорается, сигнализируя об отсутствии давления в магистрали.

Приводится в действие устройство для предпусковой смазки путем включения привода масляного насоса 1. Масло через заборник 2 поступает в насос 1, из которого по маслопроводу 3 через переходной штуцер 4 попадает в масляную магистраль 8 двигателя. При этом запорный клапан 14 открыт, однако давление в масляной магистрали незначительно и контрольная лампа давления масла продолжает гореть. Горит она до тех пор, пока не закончится заполнение магистрали 8 маслом. Время, необходимое для этого, составляет несколько секунд и зависит от конструктивных особенностей системы смазки двигателя. Например, для двигателей ВАЗ, у которых масляный фильтр расположен выше уровня масла в картере, заполнение частично опустошенного за время стоянки фильтра и масляной магистрали будет продолжаться дольше, чем для двигателя М-412, у которого масляный фильтр расположен ниже уровня масла в картере 1, следовательно, всегда заполнен маслом.

После заполнения магистрали маслом устанавливается необходимое для прокачки давление, срабатывает датчик давления масла, сигнал от него поступает на штатные индикаторы, контрольная лампа давления масла гаснет, что свидетельствует о наличии рабочего давления. Оставив еще на некоторое время включенным привод масляного насоса 1, осуществляют предпусковую смазку двигателя.

После выключения привода насоса 1 давление масла в магистрали 8 упадет до нуля, датчик давления даст соответствующий сигнал, контрольная лампа вновь загорится. При этом запорный клапан 14 закроется, отключив устройство для предпусковой смазки от штатной системы смазки. Двигатель готов к запуску.

Кроме основного назначения предпусковой смазки двигателя, устройство выполняет дополнительные функции функции дистанционного щупа, позволяющего из салона автомобиля проконтролировать уровень масла в картере. Для этого, как указывалось выше, заборник 2 снабжен ограничителем глубины погружения 17 и отверстием 19 в боковой поверхности трубки заборника, расположенным указанным выше образом.

В этом случае, когда уровень масла в картере выше минимально допустимого, то наличие отверстия 19 никак не скажется на работе устройства при предпусковой смазке двигателя. Однако, когда уровень масла в картере достигнет минимально допустимого уровня, т.е. совпадает с отверстием 19, то через это отверстие в заборник 2 будет подсасываться воздух в результате чего в насосе 1, маслопроводе 3 и переходном штуцере 4 образуется масло воздушная струя с пульсирующим давлением. Датчик давления масла будет срабатывать только во время пиков давления, что приведет к миганию контрольной лампы давления масла.

Таким образом, мигание контрольной лампы давления масла свидетельствует о том, что уровень масла в картере достиг минимально допустимого уровня, а устройство при этом выполняет функции дистанционного щупа.

Предлагаемое устройство реализовано применительно к автомобильному двигателю ВАЗ-2105. Использован масляный насос пластинчатого типа с производительностью около 2 л/мин при высоте всасывания 0,2 м. Привод насоса осуществлялся от электродвигателя МЭ-255 (12 В, 20 Вт). Трубка заборника масляного насоса имеет наружный диаметр 11,8 мм, что позволяет ей свободно входить в отверстие в блоке цилиндров, предназначенное для установки штатного щупа. Переходной штуцер имел наружную резьбу М 14 х 1,5, что соответствует внутренней резьбе отверстия в блоке цилиндров, предназначенного для установки штатного датчика давления масла. Выход масляного насоса и переходной штуцер были соединены гибкой и маслостойкой трубкой из поливилхлорида.

Благодаря предлагаемому устройству для предпусковой смазки удается без каких-либо переделок или конструктивных изменений в двигателе, в том числе и находящемся в эксплуатации, обеспечить предпусковую смазку, что повышает ресурс двигателя и облегчает его пуск, особенно в холодное время года. В случае двигателей, установленных на автомобиле, обеспечивается "щадящий" режим эксплуатации аккумуляторной батареи, продлевающий ее срок службы. Дополнительно за счет появления новых функциональных возможностей функций дистанционного щупа повышается уровень сервиса при обслуживании двигателя, а в случае автомобильного двигателя повышаются потребительские качества всего автомобиля.

Сущность изобретения: устройство содержит насос 1 предпусковой смазки с приводом, заборный патрубок (заборник) 2 насоса 1, диаметр которого не превышает диаметра отверстия 5 в блоке цилиндров, предназначенного для масляного щупа, переходный штуцер 4, который соединен с выходом насоса 1 маслопроводом 3. Штуцер 4 снабжен наружной резьбой для установки в отверстии 6 блока цилиндров, отверстием для подключения датчика давления масла, в его запорный клапан. Устройство устанавливается снаружи двигателя, для его подключения используются штатные отверстия в блоке цилиндров. Устройство позволяет дистанционно контролировать уровень масла в картере двигателя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДПУСКОВОЙ СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее насос предпусковой смазки с приводом и заборным патрубком, запорный клапан и переходный штуцер, который соединен с выходом насоса с помощью маслопровода и снабжен наружной резьбой для закрепления в отверстии блока цилиндров и отверстием для подключения датчика давления масла, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, заборный патрубок насоса имеет диаметр не больше диаметра отверстия в блоке цилиндров, предназначенного для масляного щупа, а запорный клапан размещен в корпусе переходного штуцера. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная резьба переходного штуцера соответствует внутренней резьбе отверстия в блоке цилиндров, предназначенного для установки датчика давления масла. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем дистанционного контроля уровня масла в картере, заборный патрубок снабжен ограничителем погружения и на боковой поверхности имеет отверстие, совпадающее с отметкой минимально допустимого уровня масла в картере.