СИСТЕМА СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F01M11/00 

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

Известно устройство (А.С. СССР 1346053, СССР, F 01 М 5/02, опубл. 1981), содержащее теплообменник, работающий на охлаждающей жидкости двигателя, или на отработавших газах, или от автономного электронагревателя, подключенный к ответвлению подающего трубопровода двигателя через циркулирующий насос, который включается при температуре масла ниже оптимальной; и устройство (А. С. 1229388, СССР, F 01 М 5/00, опубл. 1986), содержащее теплообменник, одна из секций которого размещена во внутреннем объеме топливного бака, а другая выполнена в виде каналов в стенках бака, причем секции подключены к напорному трубопроводу, снабженному перепускным клапаном, последний управляется термодатчиком через автоматический регулятор.

Недостатком первого устройства является то, что имеется возможность только подогрева моторного масла, а второго - только его охлаждения.

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 ДВС, содержащая масляный картер, в котором размещен маслозаборник, подсоединенный к всасывающему каналу масляного насоса, обратный клапан, гидроаккумулятор, электромагнитный клапан, регулятор давления, теплообменники, масляный фильтр, главную масляную магистраль (патент РФ 2125166, кл. F 01 M 5/00, опубл. 20.01.1999).

Данная система смазки ДВС принята за прототип.

Однако в известной системе смазки для регулирования температуры моторного масла используется поверхностный теплообменный аппарат типа "труба в трубе", который имеет определенную инерционность и при выполнении температурного регулирования (в зависимости от скоростного режима двигателя) требуемая температура достигается не мгновенно, а с некоторым запаздыванием, что сказывается на скорости регулирования температуры масла в системе смазки. Кроме того привод и регулирование подачи масляного насоса осуществляется через гидромуфту от коленчатого вала, что вызывает увеличение механических потерь двигателя.

Задача изобретения - снижение затрат на привод масляного насоса и механических потерь двигателя, улучшение эффективных показателей двигателя за счет автоматического регулирования давления и температуры масла, повышение надежности работы агрегатов системы смазки и двигателя в целом.

Поставленная задача достигается тем, что в системе смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащей масляный картер, в котором размещен маслозаборник, подсоединенный к всасывающему каналу масляного насоса, обратный клапан, гидроаккумулятор, электромагнитный клапан, регулятор давления, теплообменник, масляный фильтр, главную масляную магистраль, маслозаборник представляет собой теплообменный аппарат типа "труба в трубе", масляный насос имеет привод через планетарный редуктор от силовой турбины, работающей на отработавших газах двигателя и управляемой дросселем, соединенным с регулятором давления, а гидроаккумулятор имеет тепловую изоляцию.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично показана система смазки двигателя. Система смазки содержит масляный картер 1, в котором размещен маслозаборник 2, представляющий собой оребренный теплообменный аппарат (теплообменник) 3 типа "труба в трубе", подсоединенный к всасывающему каналу масляного насоса 4, имеющего привод через планетарный редуктор 5 от силовой турбины 6, работающей на отработавших газах двигателя и управляемой дросселем 7 через регулятор давления масла 8. Подача отработавших газов к силовой турбине 6 осуществляется из выпускного коллектора двигателя. Кроме того, к масляному насосу 4 через обратный клапан 10 присоединен гидроаккумулятор 11, снижающий пульсацию масла в системе смазки и поддерживающий постоянное давление в ней. Гидроаккумулятор 11 имеет тепловую изоляцию 12. Включение системы смазки в работу осуществляется через электромагнитный клапан (ЭК) 13, посредством замка зажигания 14. Подача масла от масляного насоса осуществляется через клапан 10, гидроаккумулятор 11 и электромагнитный клапан 13 к масляному фильтру 15, а затем через электромагнитный клапан (ЭК) 16, работой которого управляет регулятор температуры 17, и теплообменник 18 в главную масляную магистраль (ГММ) 19. После совершения полезной работы, отработавшие газы поступают в глушитель 20 через электромагнитный клапан (ЭК) 21.

Система смазки работает следующим образом. В момент пуска двигателя, при включении замка зажигания 14, открывается электромагнитный клапан 13 за счет подачи напряжения на его обмотку через замок зажигания 14. При этом моторное масло из гидроаккумулятора 11, имеющего тепловую изоляцию 12, подается через ЭК 13 и масляный фильтр 15 через закрытый ЭК 16 в ГММ 19, обеспечивая тем самым предпусковую прокачку трущихся узлов и деталей двигателя.

После запуска двигателя масло из масляного картера 1 посредством масляного насоса 4 подается через обратный клапан 10 в гидроаккумулятор 11, а из гидроаккумулятора 11 через фильтр 15 и закрытый ЭК 16 в ГММ 19. Привод масляного насоса осуществляется в процессе работы двигателя через планетарный редуктор 5, имеющий привод от силовой турбины 6. Привод силовой турбины 6 осуществляется отработавшими газами, поступающими из ДВС через выпускной коллектор 9. После совершения полезной работы в силовой турбине 6, отработавшие газы поступают в глушитель 20 через ЭК 21, работой которого управляет регулятор температуры 17 и теплообменник 3, обеспечивая тем самым подогрев моторного масла. Управление работой силовой турбины 6, а следовательно, регулирование подачи и оптимального давления масла в ГММ 19, осуществляется посредством дросселя 7 степень открытия и закрытия поперечного сечения канала которого осуществляется от регулятора давления 8, соединенного параллельно с ГММ 19.

При работе двигателя в условиях эксплуатации система автоматически осуществляет регулирование температуры моторного масла посредством теплообменника 18. Регулирование температуры происходит следующим образом. Если масло имеет температуру ниже рабочей температуры (80^oС), оно подается через масляный фильтр 15 и закрытый ЭК 16 в ГММ 19. Как только температура масла превышает рабочего значения (80^oС) регулятор температуры 17 подаст напряжение на ЭК 16, 21 и откроет их. При этом масло в ГММ 19 будет поступать через теплообменник 18, а отработавшие газы будут поступать в глушитель 20 минуя, теплообменник 3.

В момент остановки двигателя, выходу масла к насосу 4 и в ГММ 19 препятствует обратный клапан 10 и электромагнитный клапан 13, которые в этот момент закрыты.

Регулирование оптимальной величины давления масла в системе смазки осуществляется следующим образом. При увеличении частоты вращения коленчатого вала гидроаккумулятор 11 заполняется маслом, подаваемым масляным насосом 4, и по мере достижения давления, выше оптимального регулятор давления 8 перекрывает канал дросселя 7 тем самым, снижая частоту вращения масляного насоса 4. В результате этого гидроаккумулятор 11 будет разряжаться в смазочную систему ДВС, сохраняя постоянным величину давления масла в смазочной системе ДВС, и уменьшая величину механических потерь двигателя на привод масляного насоса, а также улучшая работу масляного фильтра и качественную очистку моторного масла.

При снижении давления в системе смазки регулятор давления 8 увеличивает поперечное сечение канала дросселя 7 в результате чего возрастает подача газа к силовой турбине 6, а следовательно, и увеличивается частота вращения вала масляного насоса 4, посредством которого производится одновременная подзарядка гидроаккумулятора 11 и подача масла в ГММ 19.

Система смазки содержит масляный картер, в котором размещен маслозаборник, представляющий собой оребренный теплообменный аппарат "труба в трубе", подсоединенный к всасывающему каналу масляного насоса, имеющему привод через планетарный редуктор от силовой турбины, управление работой которой осуществляется посредством дросселя через регулятор давления масла. Подача отработавших газов к силовой турбине осуществляется из выпускного коллектора двигателя. После совершения полезной работы отработавшие газы поступают в глушитель. Кроме того, к масляному насосу через обратный клапан присоединен гидроаккумулятор, снижающий пульсацию масла в системе смазки и поддерживающий постоянное рабочее давление в ней. Гидроаккумулятор имеет тепловую изоляцию. Включение системы смазки в работу осуществляется через электромагнитный клапан, посредством замка зажигания. Подача масла в теплообменник и в главную масляную магистраль от масляного насоса осуществляется через обратный клапан, гидроаккумулятор, электромагнитный клапан, масляный фильтр и электромагнитный клапан, работой которого управляет регулятор температуры, размещенный в масляном картере. Изобретение позволяет снизить затраты на привод масляного насоса. 1 ил.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащая масляный картер, в котором размещен маслозаборник, подсоединенный к всасывающему каналу масляного насоса, обратный клапан, гидроаккумулятор, электромагнитный клапан, регулятор давления, теплообменник, масляный фильтр, главную масляную магистраль, отличающаяся тем, что маслозаборник представляет собой теплообменный аппарат типа “труба в трубе”, масляный насос имеет привод через планетарный редуктор от силовой турбины, работающей на отработавших газах двигателя и управляемой дросселем, соединенным с регулятором давления, а гидроаккумулятор имеет тепловую изоляцию.