УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И ПРЕДПУСКОВОГО ПОДОГРЕВА МАСЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F01M5/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к двигателестроению, а именно к устройствам для охлаждения и предпускового подогрева масла двигателя внутреннего сгорания.

Известна система смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащая масляный поддон с наружной охлаждаемой поверхностью и размещенные в нем маслоприемник насоса с заборным отверстием и теплоизолирующую перегородку. Последняя выполнена корытообразной формы и ее стенки расположены эквидистантно стенкам поддона. Маслоприемник снабжен всасывающим клапаном, а его заборное отверстие расположено в перегородке (авт.св. СССР N1059231, кл. F 01 M 5/00, 1983).

Недостатком описанной системы смазки двигателя внутреннего сгорания является то, что она не нагревает и не охлаждает масло, а только стабилизирует его температуру на различных режимах работы двигателя внутреннего сгорания.

Известно устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее элемент для нагрева масла, размещенный в поддоне двигателя внутреннего сгорания вокруг маслоприемника. Элемент для нагрева масла выполнен в виде змеевиковой конденсационной трубки с наружными ребрами для увеличения теплопередающей поверхности. Один конец трубки подсоединен в паропроводу, а другой к конденсатопроводу параллельно конденсационным полостям (авт. св СССР N 1068603, кл. F 01 M 5/02, 1984).

Однако известное устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания имеет низкие функциональные возможности, так как не может быть использовано для охлаждения масла. Кроме этого, в устройстве не использован дополнительный нагрев масла выхлопными газами от жидкостного подогревателя системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования температуры моторного масла в системе смазки двигателя внутреннего сгорания с мокрым картером, содержащее масляножидкостный теплообменник (элемент для охлаждения и нагрева), размещенный внутри масляного поддона двигателя (авт.св. СССР N1574847-прототип).

Известное устройство обеспечивает как охлаждения, так и предпусковой подогрев масла.

Однако известное устройство не обеспечивает предпускового подогрева масла как от охлаждающей жидкости, нагреваемой в жидкостном подогревателе, так и от выхлопных газов жидкостного подогревателя, вследствие отсутствия дополнительного съемного поддона, прикрепленного к поддону двигателя.

Также это устройство не позволяет поддерживать двигатель в режиме "горячей готовности" к запуску, так как в устройстве не предусмотрена установка электронагревателя для подогрева охлаждающей жидкости, а следовательно, и масла.

Эффективность вышеописанного устройства низка, так как его масляно-жидкостный теплообменник, размещенный в картере двигателя, выполненный в виде горизонтальной трубы или нескольких труб, не является съемным, что не позволяет изготовить теплообменник из материала с более высокой теплопроводностью, например из меди, чем материал поддона двигателя.

Кроме того, затруднено обслуживание устройства в процессе эксплуатации, так как неразборная конструкция теплообменника не позволяет производить замену составных частей в случае выхода из строя.

Задача изобретения повышение эффективности устройства.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для охлаждения и предпускового подогрева масла двигателя внутреннего сгорания, содержащем элемент для охлаждения и нагрева масла, размещенный в поддоне двигателя внутреннего сгорания, этот элемент выполнен из трубок Г-образной формы, установлен с возможностью соединения с помощью нижнего и верхнего коллекторов, имеющих патрубки, прикрепленных к наружной нижней поверхности возле торцевой поверхности и к другой торцевой поверхности поддона двигателя внутреннего сгорания жестко или разъемным соединением, с охладителем воды системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и с одним или двумя водяными насосами двигателя внутреннего сгорания для охлаждения масла, а также с водяной полостью жидкостного подогревателя системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания для нагрева масла, при этом элемент для нагрева и охлаждения масла прикреплен оппозитно нижнему и верхнему коллекторам к внутренним поверхностям поддона двигателя внутреннего сгорания жестко или с помощью трубных досок с фланцами, имеющих взаимно перпендикулярные привалочные поверхности.

Кроме этого, устройство может быть снабжено прикрепленным к поддону двигателя внутреннего сгорания дополнительным поддоном, выполненным съемным и замкнутого объема, соединенным с жидкостным подогревателем системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания для дополнительного нагрева масла выхлопными газами.

Нагрев масла при предпусковом подогреве двигателя внутреннего сгорания и его охлаждение обеспечиваются выполнением элемента для нагрева и охлаждения масла трубчатым Г-образной формы, установленным в поддоне двигателя внутреннего сгорания с возможностью соединения с охладителем воды системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и с одним или двумя водяными насосами двигателя внутреннего сгорания для охлаждения масла, а также с возможностью соединения с водяной полостью жидкостного подогревателя системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания для нагрева масла посредством коллекторов, размещенных на входе и выходе из элемента для нагрева и охлаждения масла. Элемент для нагрева и охлаждения масла может быть выполнен съемным для облегчения его монтажа и демонтажа внутри поддона посредством трубных досок с фланцами, имеющих взаимно перпендикулярные привалочные поверхности. Ускорение предпускового подогрева масла достигается путем введения в устройство дополнительного съемного поддона, соединенного с жидкостным подогревателем системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания и исключающего перегрев масла при предпусковом подогреве выхлопными газами от жидкостного подогревателя вследствие его выполнения замкнутого объема, примыкающим к наружной нижней поверхности поддона двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 представлен масляный поддон двигателя с устройством для охлаждения и предпускового подогрева масла, вид сбоку, на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2, на котором изображен съемный элемент для нагрева и охлаждения масла; на фиг.4 разрез А-А на фиг. 2, на котором изображен жестко прикрепленный к поддону двигателя внутреннего сгорания элемент для нагрева и охлаждения масла.

Устройство для охлаждения и предпускового подогрева масла двигателя внутреннего сгорания содержит размещенный в поддоне 1 двигателя внутреннего сгорания элемент 2 для нагрева и охлаждения масла. Поддон 1 поверхностью a прилегает к мокрому картеру двигателя внутреннего сгорания. Элемент 2 для нагрева и охлаждения масла выполнен из трубок Г-образной формы.

На входе в элемент 2 для охлаждения и нагрева масла размещен нижний коллектор 3, а на выходе верхний коллектор 4. Нижний коллектор 3 прикреплен к наружной нижней поверхности в поддона 1 возле его торцевой поверхности c. Верхний коллектор 4 прикреплен к наружной торцевой поверхности d поддона 1. Коллекторы 3 и 4 присоединены к наружным поверхностям поддона 1 жестко, например, сваркой, или разъемным соединением, например, резьбовым.

Нижний коллектор 3 снабжен патрубком 5 входа охлаждающей жидкости и фланцем 6 для установки электронагревателя (на чертеже не показан). Верхний коллектор 4 снабжен двумя патрубками 7 выхода, охлаждающей жидкости для двигателя внутреннего сгорания, имеющего два водяных насоса, или одним патрубком 7 для двигателя внутреннего сгорания, имеющего один водяной насос.

Элемент 2 для охлаждения и нагрева масла установлен с возможностью соединения посредством коллекторов 3, 4 с патрубками 5,7 с охладителем воды системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и с одним или двумя водяными насосами двигателя внутреннего сгорания (на чертеже не показаны) для охлаждения масла, а также с водяной полостью жидкостного подогревателя системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания (на чертеже не показан) для нагрева масла.

Элемент 2 прикреплен противоположно нижнему 3 и верхнему 4 коллекторам к внутренним поверхностям, нижней e и торцевой f, поддона 1 жестко, например сваркой, или с помощью трубных досок 8,9 с фланцами. Привалочные поверхности g и h трубных досок 8,9 взаимно перпендикулярны. Установка элемента 2 для нагрева и охлаждения масла съемным с помощью трубных досок 8,9 позволяет обеспечить его монтаж и демонтаж при необходимости замены.

На корпусе поддона 1 размещены фланцы 10, 11, 12 для крепления соответственно заливной горловины, заборника маслонасоса, насоса предпусковой прокачки масла. Пробка 13, прикрепленная к наружной нижней поверхности в поддона 1, предназначена для слива масла. Направляющие козырьки 14 и 15, прикрепленные к внутренним боковым поверхностям поддона 1, служат для равномерного распределения по элементу 2 масляного потока, стекающего из двигателя внутреннего сгорания.

Верхний коллектор 4 с двумя патрубками 7 разделен посередине перегородки 16 для двигателя с двумя водяным насосами.

Для дополнительного нагрева масла выхлопными газами от жидкостного подогревателя устройство для охлаждения и нагрева масла двигателя внутреннего сгорания снабжено дополнительным поддоном 17, выполненным съемным и замкнутого объема. Дополнительный поддон 17 прикреплен к поддону 1, например болтами 18, и соединен с жидкостным подогревателем системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания (на чертеже не показан) патрубком 19 входа выхлопных газов от жидкостного подогревателя. Выход выхлопных газов из дополнительного поддона 17 обеспечивается через отверстие во фланце 20.

Устройство работает следующим образом.

Для охлаждения масла в процессе работы двигателя внутреннего сгорания охлаждающая жидкость из охладителя воды системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания через патрубок 5 входит в нижний коллектор 3, проходит по трубкам элемента 2 для нагрева и охлаждения масла, охлаждая масла, стекающее по межтрубному пространству элемента 2, выходит в верхний коллектор 4 и через патрубки 7 (патрубок 7) поступает в водяные насосы (водяной насос) двигателя внутреннего сгорания.

При этом масло, стекающее из двигателя внутреннего сгорания по направляющим козырькам 14 и 15, равномерно распределяется по элементу 2, проходит по межтрубному пространству и охлаждается. Охлажденное масло забирается из полости, расположенной ниже элемента 2, заборником маслонасоса, установленным на фланце 11, размещенном на корпусе поддона 1, и поступает в систему смазки двигателя внутреннего сгорания.

В режиме предпускового подогрева от жидкостного подогревателя системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания устройство работает следующим образом.

В режиме предпускового подогрева для двигателей с двумя водяными насосами нагретая охлаждающая жидкость из водяной полости жидкостного подогревателя входит в один из патрубков 7 верхнего коллектора 4, имеющего перегородку 16 проходит по половине трубок элемента 2 в нижний коллектор 3, из нижнего коллектора 3 проходит по второй половине трубок элемента 2 в верхний коллектор 4 и через второй патрубок 7 выходит в жидкостный подогреватель. В режиме предпускового подогрева для двигателей внутреннего сгорания, имеющих один водяной насос, нагретая охлаждающая жидкость из водяной полости жидкостного подогревателя входит в нижний коллектор 3, проходит по трубкам элемента 2 и выходит через верхний коллектор 4 и патрубок 7 в жидкостный подогреватель.

В режиме предпускового подогрева нагретая охлаждающая жидкость, проходя по трубкам элемента 2 масла, нагревает масло в поддоне 1.

Для ускорения предпускового подогрева выхлопные газы от жидкостного подогревателя системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания входят через патрубок 19 внутрь дополнительного поддона 17, нагревают его стенки и, следовательно, дно поддона 1, и выходят через отверстие во фланце 20. При этом дополнительно нагревается масло в поддоне 1.

Наличие двух стенок, примыкающих друг к другу (крыша в дополнительном поддоне 17 и дно в поддоне 1), исключает перегрев масла при предпусковом подогреве выхлопными газами от жидкостного подогревателя.

В режиме работы от электрического нагревателя, закрепленного в нижнем коллекторе 3 фланцем 6, охлаждающая жидкость, нагретая в нижнем коллекторе 3 электрическим подогревателем, устремляется вверх, проходит по трубкам элемента 2 для нагрева и охлаждения масла, нагревая масло, и далее в систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Использование предлагаемого устройства позволяет не только нагревать масло при пусковом подогреве, но и охлаждать масло, а также обеспечивает облегчение монтажа и демонтажа его элементов.

Использование: машиностроение, в частности двигателестроение. Сущность изобретения: в масляном поддоне ДВС размещен элемент для охлаждения и нагрева масла, выполненный из трубок Г-образной формы. На входе в элемент для охлаждения и нагрева размещен нижний коллектор, а на выходе - верхний коллектор. Нижний коллектор прикреплен к наружной нижней поверхности поддона возле его торцевой поверхности. Верхний коллектор прикреплен к другой наружной торцевой поверхности поддона. Коллекторы присоединены к наружным поверхностям поддона жестко или разъемным соединением. Элемент для охлаждения и нагрева масла установлен с возможностью соединения посредством коллекторов, имеющих патрубки, с охладителем воды системы охлаждения двигателя и с одним или двумя водяными насосами двигателя для охлаждения масла, а также - с водяной полостью жидкостного подогревателя системы предпускового подогрева ДВС для нагрева масла. Элемент для охлаждения и нагрева масла прикреплен оппозитно нижнему и верхнему коллекторам к внутренним поверхностям поддона двигателя жестко или с помощью трубных досок с фланцами, имеющих взаимно перпендикулярные привалочные поверхности. Дополнительный поддон, прикреплен к масляному поддону двигателя и выполнен съемным, замкнутого объема и соединен с жидкостным подогревателем системы предпускового подогрева ДВС для дополнительного нагрева масла выхлопными газами. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для охлаждения и предпускового подогрева масла двигателя внутреннего сгорания, содержащее элемент для охлаждения и нагрева масла, размещенный в поддоне двигателя внутреннего сгорания, отличающееся тем, что элемент для охлаждения и нагрева масла выполнен из трубок Г-образной формы, установлен с возможностью соединения с помощью нижнего и верхнего коллекторов, имеющих патрубки, прикрепленных к наружным нижней поверхности возле торцевой поверхности поддона и к другой торцевой поверхности поддона жестко или разъемным соединением, с охладителем воды системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и с одним или двумя водяными насосами двигателя внутреннего сгорания для охлаждения масла, а также с водяной полостью жидкостного подогревателя системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания для нагрева масла, при этом элемент для охлаждения и нагрева масла прикреплен оппозитно нижнему и верхнему коллекторам к внутренним поверхностям поддона двигателя жестко или с помощью трубных досок с фланцами, имеющих взаимно перпендикулярные привалочные поверхности. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено прикрепленным к поддону двигателя дополнительным поддоном, выполненным съемным и замкнутого объема, соединенным с жидкостным подогревателем системы предпускового подогрева двигателя для дополнительного нагрева масла выхлопными газами.