СИСТЕМА СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F01M5/00 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах смазки ДВС.

Известна система смазки ДВС (а. с. СССР 1578370, F 01 М 1/16, 1988), содержащая масляную емкость, главную масляную магистраль, гидроаккумулятор, гидродроссель, установленный на входе в главную масляную магистраль, пневмодроссель, вход которого сообщен с камерой сгорания, шестеренчатый масляный насос со входом, размещенным в масляной емкости, и обратный клапан, установленный на выходе шестеренчатого масляного насоса. Система снабжена магнитным клапаном, электрически связанным с системой электрооборудования двигателя через выключатель и регулируемым гидродросселем с пневмоемкостью.

Недостатком такой системы является то, что на основных режимах эксплуатации двигателя система не обеспечивает поддержания оптимального давления и температуры моторного масла.

Известна система смазки ДВС (а. с. СССР 1347588, F 01 М 5/00, 1984), содержащая маслозаборник из картера двигателя, масляный фильтр тонкой очистки, соединенный с масляным насосом через обратный клапан и гидромуфту. В системе масло через масляный радиатор прокачивается индивидуальным масляным насосом, приводимым в работу гидромуфтой. Количество масла, поступающего в гидромуфту, регулируется терморегулятором. При температуре масла ниже установленного предела масло в муфту не подается и насос отключается.

Недостатком данной системы смазки является то, что терморегулятор не позволяет поддерживать оптимальный гидродинамический режим работы смазочной системы во всем скоростном диапазоне работы двигателя, а также то, что наличие дополнительного насоса в смазочной системе будет приводить периодически к дополнительным затратам мощности на его привод.

Известна система смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащая масляный картер, шестеренчатый масляный насос, имеющий автоматически регулируемый привод, управляемый от клапана давления, обратный клапан, гидроаккумулятор, масляный фильтр, гидромуфту, регулятор температуры и главную масляную магистраль. (патент РФ 2125166, кл. F 01 M 5/00, опубл.1999). Известная система наиболее близка к заявленной и принята за прототип.

Недостатком прототипа является то, что для регулирования температуры моторного масла в системе смазки ДВС используется поверхностный теплообменный аппарат типа "труба в трубе", который имеет определенную инерционность, и при выполнении температурного регулирования (в зависимости от скоростного режима работы ДВС) требуемая температура достигается не мгновенно, а с некоторым запаздыванием, что сказывается на скорости регулирования температуры масла в системе смазки.

Задачей изобретения является улучшение температурно-динамических характеристик работы смазочных систем и повышение за счет этого эффективных показателей ДВС.

Поставленная задача достигается тем, что в системе смазки ДВС, содержащей масляный картер, маслозаборник из картера, шестеренчатый масляный насос, имеющий автоматически регулируемый привод, управляемый от клапана давления, обратный клапан, гидроаккумулятор, масляный фильтр, гидромуфту, регулятор температуры и главную масляную магистраль, масляный картер представляет собой емкость, состоящую из разделенных между собой перегородками трех секций: передней, средней и задней, маслозаборник состоит из трех патрубков, имеющих один общий выход, подсоединенный к всасывающему каналу масляного насоса, один патрубок расположен в передней секции масляного картера, в которой помещен теплообменник для охлаждения масла, другой патрубок размещен в средней секции, которая является накопительной емкостью для масла, имеющего рабочую температуру, а третий патрубок расположен в задней секции масляного картера, в которой помещен теплообменник для нагревания масла, пропускной способностью патрубков, расположенных в передней и задней секциях масляного картера, управляет в зависимости от скоростного режима двигателя посредством электромагнитных клапанов регулятор температуры, расположенный в средней секции масляного картера.

Изобретение поясняется чертежом, где представлена схема системы смазки.

Система смазки содержит масляный картер 1, представляющий собой емкость, состоящую из трех секций, разделенных между собой двумя перегородками 2. В масляном картере размещен маслозаборник, состоящий из трех патрубков 3, 4, 5, имеющих один общий выход подсоединенный к всасывающему каналу масляного насоса 6. Патрубок 4 расположен в передней секции масляного картера, в которой помещен теплообменник 7 для охлаждения масла. Патрубок 3 расположен в средней секции масляного картера, которая является накопительной емкостью для масла, имеющего рабочую температуру. В этой же секции расположен регулятор температуры (блок термосопротивлений) 8, управляющий работой электромагнитных клапанов 9, 10. Патрубок 5 расположен в задней секции масляного картера, в которой помещен теплообменник 11 для нагревания масла. Масляный насос через гидромуфту 12 подсоединен к шестерням распределения 13 коленчатого вала и имеет автоматически регулируемый привод, управляемый от клапана давления 14. Кроме того, к масляному насосу через обратный клапан 15 присоединен гидроаккумулятор 16, снижающий пульсацию масла в системе смазки и поддерживающий постоянное рабочее давление в ней, а также масляный фильтр 17 и главная масляная магистраль (ГММ) 18. Включение системы смазки в работу осуществляется через электромагнитный клапан 19, посредствам замка зажигания 20. Подача холодного рабочего тела в теплообменник 7 осуществляется из впускного коллектора ДВС, а подача горячего рабочего тела в теплообменник 11 осуществляется из выпускного коллектора двигателя.

Система смазки работает следующим образом.

В момент пуска ДВС, а именно при включении зажигания, открывается электромагнитный клапан 19 за счет подачи напряжения на его обмотку через замок зажигания 20. При этом моторное масло из гидроаккумулятора 16 через открытый клапан 19 и фильтр 17 поступает в ГММ 18 и обеспечивает предпусковую прокачку маслом системы смазки. Заполнение гидроаккумулятора маслом происходит от масляного насоса 6.

В момент остановки ДВС выходу масла к насосу 6 и в ГММ 18 препятствуют обратный клапан 15 и клапан 19, которые в этот момент закрыты.

В процессе работы ДВС быстрое изменение температуры моторного масла (например, охлаждение), подаваемого насосом 6, осуществляется за счет смешивания основного потока масла (температура которого около 80^oС), поступающего по патрубку 3 из средней секции масляного картера, и масла (температура которого на 10-15^oС меньше, чем в средней секции за счет постоянного охлаждения теплообменным аппаратом 7), поступающего по патрубку 4 из передней секции через клапан 9 (при этом клапан 9 полностью открыт, а клапан 10 закрыт). Изменение температуры моторного масла (например, нагревание) осуществляется за счет смешивания основного потока масла, поступающего по патрубку 3, и масла (температура которого на 10-15^oС больше, чем в средней секции за счет постоянного нагревания теплообменным аппаратом 11), поступающего по патрубку 5 из задней секции через клапан 10 (при этом клапан 10 полностью открыт, а клапан 9 закрыт). Управление работой клапанов 9 и 10 осуществляется от регулятора температуры 8, который производит поочередное включение и выключение этих клапанов в зависимости от скоростного режима работы ДВС. Сигнал об изменении скоростного режима подается на регулятор температуры 8 от шестерен распределения 13 коленчатого вала.

При работе ДВС в том или ином диапазоне частот вращения коленчатого вала температура масла в картере будет поддерживаться в зоне рациональных температур, характерных для данного скоростного режима, посредством блока термосопротивлений, являющегося терморегулятором, который в зависимости от частоты вращения коленчатого вала меняет предел своего температурного регулирования, при этом, когда температура масла достигнет предельной величины, терморегулятор 8 переключится на другой предел регулирования и будет управлять работой электромагнитных клапанов 9 и 10, тем самым поддерживая оптимальный тепловой режим работы системы смазки, а следовательно, оптимальную вязкость, гидродинамический режим трения и минимальную мощность механических потерь.

Регулирование оптимальной величины давления масла в системе смазки осуществляется следующим образом. При увеличении частот вращения коленчатого вала гидроаккумулятор 16 заполняется маслом, подаваемым масляным насосом, и по мере достижения давления выше оптимального клапан давления 14 выключает гидромуфту 12, тем самым отключая масляный насос от привода коленчатого вала. В результате этого гидроаккумулятор 16 будет разряжаться в смазочную систему ДВС, сохраняя постоянной величину давления масла в смазочной системе ДВС и уменьшая величину механических потерь двигателя на привод масляного насоса.

При снижении давления в системе смазки клапан давления включает гидромуфту 12 и через нее подключает в работу масляный насос, посредством которого производится одновременная подзарядка гидроаккумулятора и подача масла в систему смазки.

Система смазки ДВС содержит масляный картер, маслозаборник из картера, состоящий из трех патрубков, шестеренчатый масляный насос, обратный клапан, гидроаккумулятор, электромагнитные клапаны, терморегулятор, масляный фильтр, гидромуфту и главную масляную магистраль. Система смазки имеет масляный картер, представляет собой емкость, состоящую из трех секций, в передней оребренной секции расположен теплообменник для охлаждения масла посредством воздуха, подаваемого через теплообменник; средняя секции является емкостью-накопителем масла, находящегося при рабочей температуре; в задней секции картера расположен теплообменник для нагрева масла посредством отработавших газов, проходящих через теплообменник; каждый из патрубков маслозаборника выходит из соответствующей секции масляного картера. Все патрубки подключены к единому всасывающему каналу масляного насоса с автоматически регулируемой подачей масла. Пропускной способностью патрубков, расположенных в передней и задней секциях, управляет посредством электромагнитных клапанов регулятор температуры, изменяющий температуру масла (поступающего из средней секции в зависимости от частоты вращения коленчатого вала ДВС) путем смешивания. Изобретение позволяет улучшить температурно-динамические характеристики работ смазочных систем. 1 ил.

Система смазки двигателей внутреннего сгорания, содержащая масляный картер, маслозаборник из картера, шестеренчатый масляный насос, имеющий автоматически регулируемый привод, управляемый от клапана давления, обратный клапан, гидроаккумулятор, масляный фильтр, гидромуфту, регулятор температуры и главную масляную магистраль, отличающаяся тем, что масляный картер представляет собой емкость, состоящую из разделенных между собой перегородками трех секций: передней, средней и задней, маслозаборник состоит из трех патрубков, имеющих один общий выход, подсоединенный к всасывающему каналу масляного насоса, один патрубок расположен в передней секции масляного картера, в которой помещен теплообменник для охлаждения масла, другой патрубок размещен в средней секции, которая является накопительной емкостью для масла, имеющего рабочую температуру, а третий патрубок расположен в задней секции масляного картера, в которой помещен теплообменник для нагревания масла, пропускной способностью патрубков, расположенных в передней и задней секциях масляного картера, управляет в зависимости от скоростного режима двигателя посредством электромагнитных клапанов регулятор температуры, расположенный в средней секции масляного картера.