СИСТЕМА СМАЗКИ ДВС С ТЕРМОАККУМУЛЯТОРОМ Российский патент 2006 года по МПК F01M5/02 

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

Уровень техники

Известны: устройство (А.С. СССР №1346053, МКИ⁴ F 01 М 5/02, F 02 М 31/12, 31/14), 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. СССР №1229388, МКИ⁴ F 01 М 5/00), 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 этих устройства является отсутствие предпускового разогрева масла.

Известно устройство (А.С. СССР №1563299, F 01 М 1/20, 1988), содержащее: емкость с охлаждающей жидкостью, находящейся между внутренними стенками поддона и наружными стенками емкости с моторным маслом; эластичный патрубок, соединяющий нижний бачок радиатора с емкостью; эластичный патрубок, соединяющий емкость с всасывающей полостью насоса системы охлаждения; эластичную температуро-маслостойкую втулку гофрированной формы; лопасти вентилятора; водяной радиатор; эластичный патрубок для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости по малому кругу; рубашку системы охлаждения; распределительную трубу; клапан-термостат, обеспечивающий циркуляцию жидкости по малому и большому кругу; расширительный бачок; жалюзи и др.

Недостатком является сложность конструкции масляного картера, наличие механического зависимого привода водяного насоса и вентилятора, сложность и ненадежность герметизации соединений масляного картера и нижнего бочка. Значительная продолжительность времени предпускового разогрева и невозможность использования данной конструкции для регулирования теплового режима работы ДВС в условиях эксплуатации.

Известным устройством, наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является система смазки ДВС (Патент РФ №2125166, F 01 М 5/00, 1999), содержащая маслозаборник из картера двигателя, масляный фильтр тонкой очистки, соединенный с масляным насосом через обратный клапан и гидромуфту, а также содержит клапан давления, гидроаккумулятор, необходимый для подачи, нагрева и охлаждения моторного масла, представляющий собой теплообменный аппарат, оребренная поверхность которого омывается отработавшими газами или воздухом, поступающим через исполнительный механизм, управляемый блоком сопротивлений в зависимости от частоты вращения коленчатого вала ДВС.

Недостатком прототипа является то, что теплообменный аппарат не может выполнять роль термоаккумулятора, а следовательно, не может использоваться как предпусковой подогреватель масла.

Целью изобретения является облегчение пуска двигателя и регулирование теплового режима ДВС в условиях низких температур эксплуатации, а также повышение надежности работы двигателя.

Система смазки состоит (чертеж) из масляного картера 1, маслозаборника 2, масляного насоса 3, имеющего привод через гидромуфту 4 от шестерен распределения 5 и коленчатого вала 6, обратных клапанов 7 и 8, гидроаккумулятора 9, электромагнитного клапана 10, регулятора температуры 11, датчика температуры 12, обводного канала 13, термоаккумулятора 14, состоящего из корпуса с теплоизоляцией 15, внутри которого проходит выхлопная труба 16 и змеевик 17, расположенный в рабочем теле 18 термоаккумулятора.

Система также состоит из обводного газопровода 19, заслонки 20, работой которой управляет исполнительный механизм 21, расположенный в рабочем теле термоаккумулятора масляного фильтра 22, клапана-термостата 23, масляного радиатора с изменяемой площадью поверхности 24, главной масляной магистрали (ГММ) 25, датчика давления масла 26, регулятора давления 27.

Система смазки работает следующим образом. В момент пуска двигателя из гидроаккумулятора 9 через электромагнитный клапан 10, который открывается в момент пуска двигателя с помощью регулятора температуры 11, получающего управляющий сигнал от датчика температуры 12, масло подается в змеевик 17. Холодное масло, попадая в змеевик 17, нагревается от горячего рабочего тела 18 термоаккумулятора 14 и, пройдя через обратный клапан 8, поступает в масляный фильтр 22, а затем через закрытый клапан-термостат 23 в главную масляную магистраль 25, обеспечивая предпусковую прокачку подогретым маслом трущихся узлов двигателя.

После запуска двигателя коленчатый вал 6 посредством шестерен распределения 5 передает вращение через гидромуфту 4 масляному насосу 3. Масляный насос 3 закачивает масло через маслозаборник 2 из масляного картера 1 и подает его через обратный клапан 7 в гидроаккумулятор 9, заряжая его. Масло, попадая в змеевик 17, нагревается от горячего рабочего тела 18 термоаккумулятора 14 и, пройдя через обратный клапан 8, поступает в масляный фильтр 22, а затем через закрытый клапан-термостат 23 в главную масляную магистраль 25, обеспечивая быстрый прогрев масла до нормальной температуры (80°С).

Нагрев рабочего тела 18 в термоаккумуляторе 14 осуществляется отработавшими газами. В период прогрева двигателя обводной газопровод 19 перекрыт заслонкой 20 работой, которой управляет исполнительный механизм 21. Отработавшие газы проходят через выхлопную трубу 16 и разогревают рабочее тело 18 термоаккумулятора. В результате нагрева рабочего тела 18 в термоаккумуляторе 14 повышается давление. При достижении давления рабочим телом 18 в термоаккумуляторе 14 заданной величины исполнительный механизм 21 перекрывает с помощью заслонки 20 выхлопную трубу 16 и направляет поток отработавших газов в обводной газопровод 19, прекращая разогрев рабочего тела 18. При этом термоаккумулятор 14 будет закрыт, а корпус с теплоизоляцией 15 будет сохранять накопленную энергию рабочего тела 18 в течение 16 часов до следующего запуска холодного двигателя.

В период эксплуатации двигателя, когда температура масла достигает нормального значения (80°С), датчик температуры 12 подает сигнал регулятору температуры 11. Регулятор температуры 11 передает управляющий сигнал на электромагнитный клапан 10, который производит переключение потока масла из гидроаккумулятора 9 в обводной канал 13, из которого масло поступает в масляный фильтр 22, а затем через закрытый клапан-термостат 23 в главную масляную магистраль 25, обеспечивая подогретым маслом трущиеся узлы двигателя.

При эксплуатации двигателя в случае перегрева масла клапан-термостат 23 открывается и подает поток масла из масляного фильтра 22 в масляный радиатор с изменяемой площадью поверхности 24, который в зависимости от величины перегрева масла автоматически изменяет величину поверхности теплообмена и обеспечивает быстрое выравнивание температуры масла до нормального значения. После чего масло из масляного радиатора 24 поступает в главную масляную магистраль 25.

В ходе эксплуатации двигателя контроль за давлением в системе смазки осуществляется автоматически с помощью датчика давления 26, который передает сигнал на регулятор давления 27. При этом регулятор давления 27 (в случае понижения давления в главной масляной магистрали 25) перекрывает канал подачи масла к гидромуфте 4, что приводит к автоматическому подключению постоянно вращающихся шестерен распределения 5 через включенную гидромуфту 4 к масляному насосу 3. Масляный насос 3 обеспечивает подзарядку гидроаккумулятора 9 и выравнивание давления в ГММ 25 до давления, заданного регулятором 27. В случае превышения давления в ГММ 25 регулятор давления 27 открывает канал подачи масла к гидромуфте 4, что приводит к автоматическому выключению гидромуфты 4 и отключению постоянно вращающихся шестерен распределения 5 от масляного насоса 3. Масляный насос 3 прекращает подзарядку гидроаккумулятора 9 и обеспечивает понижение давления в ГММ 25 до заданного регулятором 27.

При остановке двигателя термоаккумулятор 14 закрывается посредством отключения электромагнитного клапана 10 и закрытия заслонки 20, а корпус с теплоизоляцией 15 сохраняет накопленную энергию рабочего тела 18 до следующего запуска холодного двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах смазки ДВС. Система смазки содержит масляный картер, маслозаборник, масляный насос, гидромуфту, обратные клапаны, гидроаккумулятор, электромагнитный клапан, регулятор температуры, датчик температуры, масляный фильтр, масляный радиатор, клапан-термостат, главную масляную магистраль, датчик давления и регулятор давления, термоаккумулятор с теплоизолированным корпусом, выхлопную трубу и змеевик внутри рабочего тела термоаккумулятора, управляемый регулятором температуры посредством электромагнитного клапана и заслонки с исполнительным механизмом, расположенным в рабочем теле термоаккумулятора. Изобретение позволяет облегчить регулирование теплового режима ДВС в условиях низких температур. 1 ил.

Система смазки, содержащая масляный картер, маслозаборник, масляный насос, гидромуфту, обратные клапаны, гидроаккумулятор, электромагнитный клапан, регулятор температуры, датчик температуры, масляный фильтр, масляный радиатор, клапан-термостат, главную масляную магистраль, датчик давления, регулятор давления, отличающаяся тем, что дополнительно содержит термоаккумулятор с теплоизолированным корпусом, выхлопную трубу и змеевик внутри рабочего тела термоаккумулятора, управляемый регулятором температуры посредством электромагнитного клапана и заслонки с исполнительным механизмом, расположенным в рабочем теле термоаккумулятора.