СИСТЕМА СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F01M11/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах смазки двигателей внутреннего сгорания.

Известна система смазки двигателя внутреннего сгорания [см. Дизели Д12. Руководство по эксплуатации Д12 РЭ. П.о. "Полиграфист" (Барнаул, Г. Титова, 3), рис. 13, стр. 33, рис. 43 стр. 68-75], включающая нагнетающую секцию масляного насоса с обратным клапаном, из которого по трубке масло подается в масляный фильтр. Здесь оно очищается и по трубке подается в переднюю опору, откуда поступает в полый хвостовик для смазки коренных и шатунных подшипников коленчатого вала и втулок нижних головок прицепных шатунов, а также в каналы картера для смазки подшипников механизма передач. По сверлениям в верхней части картера и наружным трубкам масло поступает для смазки втулок наклонных валиков привода распределительных валов и клапанного механизма, а также по трубке для смазки привода зарядного генератора.

Вытекающее из зазоров подшипников и коленчатого вала масло разбрызгивается вращающимися шатунными шейками. Образующийся масляный туман смазывает гильзы цилиндров, поршни, поршневые пальцы и втулки верхних головок шатунов.

Из-под крышек головок блоков цилиндров масло стекает в картер по трубкам, установленным на задних торцах головок, и по кожухам наклонных валиков, смазывая шестерни механизма передач.

Слитое в картер дизеля масло откачивается двумя откачивающими секциями масляного насоса в бак через радиатор или через охладитель.

Недостатками данной системы смазки двигателя внутреннего сгорания являются:
- значительные потери давления масла в магистрали, приводящие к "масляному голоданию" периферийных пар трения, вызванные длинной масляной магистралью, по которой масло проходит последовательно от пары к паре;
- недостаточная циркуляция масла в смазочной системе, вызванная трудностями улавливания вспененного масла;
- повышенное давление в картере, приводящее к протеканию масла и прорыву картерных газов в атмосферу, связанное с неудовлетворительным улавливанием и откачкой вспененного масла;
- низкая эффективность смазки разбрызгиванием втулок цилиндров, поршней, поршневых пальцев и втулок верхних головок шатунов;
- малоэффективный отвод тепла маслом от пар трения, смазываемых разбрызгиванием;
- отсутствие регулирования откачки масла при изменении нагрузки на двигатель.

Известна циркуляционная многоконтурная смазочная система двигателя с "сухим" картером, частично устраняющая недостатки описанной выше системы смазки [Ю. А. Микутенок, В. А. Шкаренко, В.Д. Резников. Смазочные системы дизелей, Л. , Машиностроение, 1986, рис. 1.4, стр. 9], принимаемая за прототип предлагаемого решения.

Указанная система смазки содержит "сухой" картер-цистерну с установленной в ней заборной чашкой маслоприемника, откачивающие и нагнетающие секции масляного насоса, масляный фильтр, форсунки охлаждения поршней, охладитель масла и соединяющие их трубопроводы и каналы подвода и отвода масла к смазываемым деталям двигателя.

При работе масло из картера цистерны подается основными или резервными насосами через фильтры и охладитель для смазывания подшипников коленчатого вала и на охлаждение поршней, а также подшипников распределительного вала и турбокомпрессора. Из картера отработавшее масло поступает самотеком в приемную цистерну. Подача масла к коромыслам клапанов обеспечивается дополнительным циркуляционным контуром, имеющим свои независимо от основного контура насосы, фильтры и маслосборную цистерну, в которую масло самотеком поступает из маслосборника.

Использование многоконтурных смазочных систем обеспечивает возможность создания оптимальных дифференцированных режимов для смазывания различных узлов двигателя, а также для очистки и охлаждения масла, что повышает надежность и экономичность работы дизелей. Однако это связано с усложнением смазочной системы, в частности возникает необходимость установки дополнительных насосов и увеличения общей длины трубопроводов, что ведет к увеличению механических потерь.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы смазочной системы, повышение надежности работы смазочной системы при форсировании двигателей, сокращение количества дополнительных масляных насосов в смазочных системах дизелей, повышение надежности работы маслоотделения в устройствах вентиляции картера двигателя.

Решение задачи достигается за счет того, что в системе смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащей "сухой" картер с установленной в нем заборной чашкой маслоприемника откачивающей секции масляного насоса, откачивающие и нагнетающие секции масляного насоса, масляный фильтр, форсунки охлаждения поршней, охладитель масла и соединяющие их трубопроводы и каналы подвода и отвода масла к смазываемым деталям двигателя, согласно изобретению выполнен сообщающийся с полостью картера масляный канал в картере, связанный с каналом слива масла из головок цилиндров и турбокомпрессора и система смазки дополнительно снабжена связанным с масляным каналом плоским заборником масла, размещенным в кольцевом зазоре, образованном заборной чашкой маслоприемника откачивающей секции масляного насоса и днищем картера двигателя, в результате чего создается дополнительный откачивающий контур смазочной системы.

Предлагаемая конструкция позволяет, подбирая высоту установки чашки основного маслоприемника, соотношение площадей кольцевого зазора основного маслоприемника и плоского дополнительного заборника, изменяя уровень неотсасываемого масла в кольцевом зазоре, образованном заборной чашкой основного маслоприемника и днищем картера, включением дополнительных источников сливаемого масла, в частности форсунок охлаждения поршней на форсированных режимах работы двигателя, получить необходимую регулируемую величину разрежения в дополнительных откачивающих контурах смазочной системы без увеличения производительности масляного насоса и установки дополнительных масляных насосов.

Система отличается простотой в изготовлении и уменьшением сроков доводки без значительных затрат в производстве.

Таким образом поставленная задача решается за счет преложенной конструкции подсоединения дополнительных масляных каналов откачки масла из термически напряженных и периферийных пар трения к плоскому заборнику, размещенному в кольцевом зазоре между приемной чашкой основного маслоприемника откачивающих секций и днищем картера.

Благодаря соединению дополнительных масляных каналов откачки с плоским заборником создается дополнительный откачивающий контур смазочной системы без применения дополнительных масляных насосов.

Новые существенные признаки предлагаемой системы смазки, обеспечивающей регулируемое разрежение в дополнительном откачивающем контуре смазочной системы, величина которого зависит от уровня неотсасываемого масла и возрастает с увеличением нагрузки двигателя, не присущи другим известным конструкциям.

Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения достаточна и необходима для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата - поставленной задачи.

Для пояснения изобретения на чертеже приводится пример выполнения предлагаемой системы смазки двигателя внутреннего сгорания.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания содержит "сухой" картер 1, откачивающие и нагнетающие секции масляного насоса 2, масляный фильтр 3, форсунки 4 охлаждения поршней, охладитель масла 5, связанных между собой трубопроводами и каналами. В картере 1 установлена заборная чашка 6 маслоприемника откачивающей секции масляного насоса 2.

В картере 1 выполнен масляный канал 7, сообщающийся с полостью 8 картера 1. В масляный канал 7 с помощью трубопроводов 9 и сверлений 10, выполненных в картере 1, организован слив масла из головок цилиндров 11 и турбокомпрессора 12. Из масляного канала 2 масло может свободно сливаться в полость картера 1 двигателя. Кроме того, канал 2 соединен с помощью трубопровода 13 с плоским заборником 14 масла, размещенным в кольцевом зазоре 15, образованном заборной чашкой 5 маслоприемника откачивающей секции масляного насоса 2 и днищем 16 картера 1.

Предлагаемая система смазки двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При установившихся средних режимах работы двигателя отработавшее масло из головок цилиндров 11 и турбокомпрессора 12 сливается по трубопроводам 9 и сверлениям 10, выполненным в картере 1 двигателя, в масляный канал 7. Из масляного канала оно сливается в полость 8 картера 1 двигателя, где смешивается с разбрызгиваемым маслом, вытекающим из зазоров подшипников коленчатого вала и в виде эмульсии отсасывается откачивающей секцией масляного насоса 2. При этом часть масла скапливается на днище 16 картера 1, образуя так называемый неотсасываемый уровень масла в двигателе. В дополнительном отсасывающем контуре, образованном плоским заборником 14, помещенным в зазор 15 между заборной чашкой 6 маслоприемника масляного насоса 2 и днищем 16 картера, устанавливается определенное разрежение, способствующее дополнительному отсасыванию масла из головок цилиндров 11 и турбокомпрессора 12.

При повышении нагрузки включаются в работу форсунки 4 охлаждения поршней, отрегулированные на определенное давление, создаваемое нагнетающей секцией масляного насоса 2. Сливаясь в картер 1, отработавшее масло увеличивает неотсасываемый уровень масла и тем самым изменяет соотношение разрежений под чашкой основного маслозабора и в плоском заборнике. При этом в последнем разрежение увеличивается, способствуя прямому удалению отработавшего масла из термически напряженных пар трения (головок цилиндров двигателя и турбокомпрессора), что снижает пенообразование и давление в картере.

Использование изобретения при производстве дизелей с "сухим" картером дает экономический эффект.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания содержит "сухой" картер с установленной в нем заборной чашкой маслоприемника откачивающего масляного насоса, откачивающий и нагнетающий масляные насосы, масляный фильтр, форсунки охлаждения поршней, охладитель масла и соединяющие их трубопроводы. В картере выполнен сообщающийся с полостью картера масляный канал, связанный с каналами слива масла из головок цилиндров и турбокомпрессора. Канал соединен с помощью трубопровода с плоским заборником масла, размещенным в кольцевом зазоре, образованном заборной чашкой маслоприемника и днищем картера. Изобретение позволяет повысить эффективность систем смазки, повысить ее надежность при форсировании двигателей. 1 ил.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащая "сухой" картер с установленной в нем заборной чашкой маслоприемника откачивающего масляного насоса, масляные откачивающий и нагнетающий насосы, масляный фильтр, форсунки охлаждения поршней, охладитель масла и соединяющие их трубопроводы и каналы подвода и отвода масла к смазываемым деталям двигателя, отличающаяся тем, что в картере выполнен сообщающийся с полостью картера масляный канал, связанный с каналами слива масла из головок цилиндров и турбокомпрессора, а система смазки дополнительно снабжена связанным с масляным каналом плоским заборником масла, размещенным в кольцевом зазоре, образованном заборной чашкой маслоприемника откачивающей секции масляного насоса и днищем картера двигателя.