ВЫПОЛНЕНИЕ СИГНАЛИЗАТОРА ДАВЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОКЛАПАНЕ Российский патент 2019 года по МПК F01M1/16 F01M11/10 F16N29/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электроклапану управления масляным насосом с переменным расходом.

В частности, изобретение относится к электроклапану, установленному вместо сигнализатора давления и выполняющему функцию сигнализатора давления.

Изобретение относится также к электроклапану управления масляным насосом автотранспортного средства.

Уровень техники

Работа двигателя внутреннего сгорания или теплового двигателя автотранспортного средства требует наличия контуров охлаждения и смазки. Оба контура могут содержать систему циркуляции масла, в частности, для контуров, содержащих участки, проходящие вблизи горячих зон двигателя, например, таких как цилиндры в блоке цилиндров, или каналы выпуска отработавших газов, расположенные в головке блока цилиндров двигателя, или зоны контакта между подвижными элементами двигателя.

Циркуляция масла обеспечивается при помощи масляного насоса, при этом известно использование насосов с переменным расходом для оптимизации потребления масла двигателем; действительно, при низких нагрузках двигателя необходимо избегать сохранения одного и того же режима масляного насоса, чтобы уменьшить расходование энергии, а также предотвратить слишком сильное охлаждение двигателя.

Указанный масляный насос обеспечивает циркуляцию масла, расходом которого управляет электроклапан. Указанный электроклапан закреплен на стенке блока цилиндров, при этом входной конец электроклапана погружен в масляный канал. Как известно, электроклапан содержит по меньшей мере одно выходное масляное отверстие, соединенное с масляным каналом, например, главный или распределительный маслопровод, соединенный с контуром смазки поршней. Для обеспечения открывания или закрывания выходного отверстия электроклапан обычно содержит шток, на первом конце которого выполнено средство перекрывания входа масла, при этом указанный шток выполнен с возможностью перемещения скольжением вдоль своей оси и приводить в движение средство перекрывания для обеспечения соединения масляного входа и выходного масляного отверстия. Перемещение скольжением штока обеспечивают при помощи соленоида, окружающего конец, противоположный первому концу, при этом указанный соленоид активируется при прохождении тока.

Как известно, внутри циркуляционного канала измеряют давление масла, чтобы избегать слишком низких уровней давления, которые могут привести к нарушениям работы двигателя и даже к поломкам указанного двигателя. Уровень давления масла ниже порогового значения должен по меньшей мере насторожить водителя и должен учитываться в контуре обеспечения безопасности и/или надежности указанного двигателя. Давление масла измеряют при помощи сигнализатора давления, закрепленного на блоке цилиндров и сообщающегося через отверстие с каналом циркуляции масла.

Установка электроклапана, а также сигнализатора давления требует выполнения отверстий в блоке цилиндров, причем выполнение указанных отверстий требует затем аттестации надежности указанного блока цилиндров. Поэтому существует потребность в уменьшении числа отверстий в блоке цилиндров и, в частности, в объединении функций электроклапана и сигнализатора давления, чтобы использовать только один выход в канал циркуляции масла.

В публикации FR-А1-2524960 раскрыта конструкция электроклапана, содержащая цилиндр, перемещающийся скольжением вдоль оси, ортогональной к оси канала циркуляции масла и сигнализатора давления, при этом электроклапан и сигнализатор давления закреплены раздельно на блоке цилиндров и, следовательно, имеют соответствующие отверстия, выходящие в канал циркуляции масла.

Таким образом, недостатком является необходимость выполнения отверстий для электроклапана и для сигнализатора давления, что значительно увеличивает число этапов изготовления двигателя.

Другим недостатком является габаритный размер этой конструкции, учитывая, что двигатель расположен в моторном отсеке, который стараются выполнять все более компактным.

Еще одним недостатком является усложнение аттестации блока цилиндров.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей изобретения является устранение этих недостатков, и одним из объектов настоящего изобретения является выполнение электроклапана и сигнализатора давления, требующее только одного отверстия в блоке цилиндров, выходящего в канал циркуляции масла, при этом указанное выполнение является простым и недорогим для теплового двигателя.

Объектом настоящего изобретения является устройство питания смазочной жидкостью для двигателя внутреннего сгорания, содержащее:

- цилиндрический корпус, расположенный в отверстии, выходящем в канал циркуляции жидкости, при этом указанный корпус содержит входное отверстие, расположенное на входном осевом конце, и по меньшей мере одно выходное отверстие, соединенное с каналом смазки двигателя,

- пробку, закрепленную на конце штока и окруженную цилиндрическим корпусом, при этом указанная пробка выполнена с возможностью перекрывания/открывания входного отверстия,

согласно изобретению, устройство содержит емкость, соединенную с каналом циркуляции жидкости, с которой сообщается система измерения характеристик жидкости.

Предпочтительно устройство питания смазочной жидкостью содержит емкость, соединенную с каналом циркуляции жидкости, что позволяет заполнять указанную емкость смазочной жидкостью и, следовательно, измерять давление указанной жидкости при помощи системы измерения давления, которая сообщается с указанной емкостью. Таким образом, смазочная жидкость поступает в легкодоступное место, в котором можно легко измерить характеристики, такие как давление указанной жидкости. Цилиндрический корпус является основной деталью для доставки смазочной жидкости к каналам смазки двигателя.

Согласно другим отличительным признакам изобретения:

- устройство содержит магистральный осевой канал, входной конец которого соединен с циркуляционным каналом и противоположный выходной конец которого соединен с емкостью.

Предпочтительно устройство питания содержит осевой канал, выполненный с возможностью доставки смазочной жидкости до емкости, расположенной в легкодоступном месте. Указанный осевой канал содержит первый входной конец в направлении потока жидкости, который соединен с каналом циркуляции жидкости и через который смазочная жидкость заходит в канал, чтобы попасть в емкость. В рабочем режиме емкость заполнена жидкостью, и изменение давления смазочной жидкости сразу же сказывается на жидкости в емкости.

- осевой канал выполнен в цилиндрическом корпусе.

Предпочтительно осевой канал выполнен в цилиндрическом корпусе и имеет открытый входной конец, соединенный с каналом циркуляции жидкости. Второй конец осевого канала соединен с емкостью. Таким образом, смазочная жидкость проходит в осевой канал через входной конец указанного канала и поступает в емкость.

- осевой канал выполнен в штоке, и входной конец указанного канала проходит через пробку.

Предпочтительно осевой канал может быть выполнен в штоке, и входной конец указанного канала проходит через пробку. Таким образом, смазочная жидкость поступает в осевой канал на уровне пробки и проходит через шток в емкость, где измеряют характеристику указанной жидкости. Пробка и шток могут перемещаться скольжением вдоль оси цилиндрического корпуса, при этом выходной конец осевого канала соединен с емкостью через промежуточные камеры, расположенные по существу вдоль оси цилиндрического корпуса.

- емкость выполнена в опорной детали, закрепленной на картере двигателя.

Предпочтительно емкость выполнена в опорной детали, закрепленной на картере двигателя. Таким образом, емкость выполнена не в картере двигателя, что могло бы привести к существенному увеличению массы указанного картера и потребовало бы фаз аттестации указанного картера.

- цилиндрический корпус проходит через опорную деталь.

Предпочтительно цилиндрический корпус проходит через опорную деталь, что обеспечивает легкую адаптацию с существующими цилиндрическими корпусами для подачи жидкости в каналы смазки двигателя.

- система измерения давления закреплена в опорном положении на опорной детали.

Предпочтительно система измерения давления закреплена непосредственно на опорной детали, что ограничивает число отверстий, выполняемых в картере двигателя.

- опорная деталь расположена снаружи картера двигателя.

Предпочтительно опорная деталь закреплена на картере двигателя снаружи указанного картера. Следовательно, устройство требует выполнения только одного отверстия в картере двигателя, в которое вставляют цилиндрический корпус. Таким образом, крепление опорной детали является очень простым.

- систему измерения характеристик выбирают из группы, в которую входят сигнализатор давления, термопара.

Предпочтительно можно измерить несколько характеристик указанной смазочной жидкости, благодаря емкости, заполненной жидкостью, которая имеет такие же характеристики, как и смазочная жидкость в циркуляционном канале.

- устройство закреплено на картере двигателя через опорную деталь.

Предпочтительно устройство закреплено на картере двигателя через опорную деталь, что позволяет ограничить число точек крепления на картере двигателя. Кроме того, положения отверстий крепления устройства связаны с опорной деталью и, следовательно, не зависят от самого устройства питания, размеры которого могут меняться в зависимости от типов смазки двигателя.

Краткое описание фигур

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания вариантов осуществления изобретения, представленных в качестве неограничивающих примеров со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 схематично показано известное устройство питания смазочной жидкостью, вид в продольном разрезе;

на фиг. 2 схематично показано заявленное устройство питания смазочной жидкостью согласно варианту осуществления, вид в продольном разрезе;

на фиг. 3 схематично показано заявленное устройство питания смазочной жидкостью согласно другому варианту осуществления, вид в продольном разрезе.

Осуществление изобретения

В дальнейшем тексте описания детали, идентичные или выполняющие аналогичные функции, имеют одинаковые обозначения.

Термины «входной/выходной» относятся к направлению потока жидкости.

Тепловой двигатель или двигатель внутреннего сгорания (не показан) нуждается в смазке во время своей работы и требует питания смазочной жидкостью; указанная жидкость проходит через контур смазки (не показан), выполненный в картере двигателя, который содержит блок цилиндров и головку блока цилиндров. Устройство 10 питания смазочной жидкостью расположено на входе по направлению потока жидкости для распределения смазочной жидкости в один или несколько смазочных каналов 11 от точки подсоединения, расположенной в канале 12 циркуляции жидкости, как показано на фиг. 1. Устройство питания смазочной жидкостью представляет собой электроклапан. В дальнейшем тексте описания для облегчения понимания устройство питания смазочной жидкостью будет считаться электроклапаном.

Указанное устройство 10 питания содержит цилиндрический корпус 14, вставленный в отверстие 15 питания в картере 13 двигателя, сообщающееся с каналом 12 циркуляции жидкости. Указанный цилиндрический корпус 14 содержит на своем входном конце 16 входное отверстие 17, сообщающееся с каналом 12 циркуляции жидкости, и по меньшей мере одно выходное отверстие 18, соединенное с каналами 11 смазки двигателя. Как показано на фиг. 1-3 цилиндрический корпус 14 содержит одно или несколько выходных отверстий 18, выполненных радиально от внутренней стенки указанного корпуса.

Цилиндрический корпус 14 окружает канал 19 питания, ограниченный на входном конце 16 входным отверстием 17. В указанном канале 19 питания с возможностью перемещения скольжением установлена пробка или клапан 22, закрепленный на входном конце 20 штока 21, расположенного по существу продольно вдоль оси цилиндрического корпуса 14. Противоположный выходной конец 23 штока 21 соединен с электрическим средством 24, выполненным с возможностью обеспечения перемещения скольжением штока 21 и пробки 22 в продольном направлении; в случае электроклапана указанный противоположный конец 23 штока окружен соленоидом. Таким образом, при прохождении тока через указанный соленоид создается магнитное поле, которое производит силу, заставляющую перемещаться скольжением указанный противоположный конец 23 штока, а также пробку 22 для открывания или перекрывания канала 19 питания. Электрическое средство 24 расположено в защитном картере 25, закрепленном на картере 13 двигателя. Выходной конец цилиндрического корпуса 14 закреплен тоже на защитном картере 25.

Перемещение скольжением штока 21 и пробки 22 позволяет соединять входное отверстие 17 с одним или несколькими выходными отверстиями 18 в зависимости от перемещения пробки. Смазочная жидкость может пройти через входное отверстие 17 в цилиндрический корпус и затем в один из каналов 11 смазки, которые доставляют ее, например, к поршням (не показаны).

На фиг. 2 представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения, в котором магистральный осевой канал 26 выполнен в периферической стенке 27 цилиндрического корпуса 14 от входного конца 16 указанного корпуса. Например, указанный магистральный канал 26 выполнен посредством сверления от входного конца 16 цилиндрического корпуса до его противоположного выходного конца, при этом указанное сверление не выходит ни в одно из выходных отверстий 18. Затем противоположный выходной конец магистрального канала закрывают, чтобы получить глухой магистральный канал. После этого магистральный канал 26 продолжен по существу радиально промежуточным каналом 28 до наружного бортика 29 периферической стенки 27 цилиндрического корпуса на выходном конце цилиндрического корпуса. Предпочтительно в указанной периферической стенке 27 выполнен промежуточный карман 30, окружающий устье 31 промежуточного канала 28. С каждой стороны от промежуточного кармана вдоль продольной оси Х указанного цилиндрического корпуса выполнены кольцевые пазы 32, предназначенные для установки уплотнительных прокладок.

Выходной конец 17 цилиндрического корпуса проходит через опорную деталь 33, которая предпочтительно имеет форму тела вращения вокруг оси, совпадающей с осью Х цилиндрического корпуса. Опорная деталь 33 окружает часть выходного конца цилиндрического корпуса, содержащую устье 31 радиального промежуточного канала 28 и промежуточный карман 30. Уплотнительные прокладки, расположенные в кольцевых пазах 32, обеспечивают герметичность между цилиндрическим корпусом 14 и опорной деталью 33 относительно прохождения смазочной жидкости. Таким образом, опорную деталь 33 можно легко объединить с разными устройствами питания.

В указанной опорной детали 33 выполнена емкость 34, которая соединена через подводящий канал 35 с промежуточным радиальным каналом 28 и/или с промежуточным карманом 30 и с которой сообщается также конец системы 46 измерения характеристик жидкости. Указанная емкость может иметь небольшой объем на конце подводящего канала и может быть соединена с системой 45 удаления газов для облегчения заполнения указанной емкости 34. Вместе с тем, смазочная жидкость может поступать в емкость и заполнять ее, сжимая находящиеся в ней газы, что позволяет в некоторых вариантах осуществления отказаться от указанной системы удаления газов. Опорную деталь 33 получают, например, посредством литья в песчаные формы, содержащие песчаный литейный стержень для выполнения емкости 34 и подводящего канала 35.

Согласно другому варианту осуществления, не показанному на фигурах, можно выполнить несколько подводящих каналов 35 для лучшего питания емкости 34.

Опорная деталь содержит крепежные отверстия 36, проходящие в продольном направлении через указанную деталь 33. Через указанные отверстия 36 могут проходить крепежные винты (не показаны), заходящие в крепежные отверстия 37, выполненные в картере 13 двигателя. Указанные крепежные отверстия предназначены для крепления опорной детали, которую крепят снаружи картера, а не для крепления устройства питания, что позволяет стандартизировать сверление указанных крепежных отверстий.

Опорная деталь 33 содержит также крепежные отверстия для винтов (не показаны) крепления защитного картера 25 электрического средства. Таким образом, устройство питания удерживается закрепленным на стенке картера 13 двигателя через опорную деталь 33.

Опорная деталь 33 установлена вокруг выходного конца цилиндрического корпуса, окружая устье 31 промежуточного радиального канала 28 и/или промежуточный карман 30 и прижимая уплотнительные прокладки, расположенные в уплотнительных кольцевых пазах 32. На опорной детали 33 крепят защитный картер 25 электрического средства и затем весь узел устанавливают и крепят на картере 13 двигателя, при этом цилиндрический корпус 14 устройства питания проходит через отверстие 15 питания в картере двигателя. Опорную деталь 33 можно также установить вокруг выходного конца цилиндрического корпуса посредством запрессовки, что позволяет отказаться от выполнения уплотнительных кольцевых пазов 32 для обеспечения герметичности между цилиндрическим корпусом 14 и опорной деталью 33.

Жидкость, циркулирующая в циркуляционном канале 12, может пройти через магистральный канал 26 в емкость 34. Газы, первоначально находящиеся в емкости, выталкиваются к системе 45 удаления газов или просто сжимаются. Никакое препятствие не мешает соединению между циркуляционным каналом 12 и емкостью 34. Таким образом, соединение между указанным циркуляционным каналом 12 и емкостью 34 является постоянным, и характеристики жидкости в емкости 34, в частности, давление указанной жидкости, являются в любой момент идентичными с характеристиками жидкости в циркуляционном канале 12.

Согласно другому варианту осуществления, представленному на фиг. 3, магистральный канал 26 проходит через пробку или клапан 22 и шток 21 до выходного конца 38 указанного штока, находящегося в контакте с электрическим средством. Направляющая втулка 39 герметично окружает указанный выходной конец 38 штока 21. Шток 21 установлен с возможностью перемещения скольжением в указанной втулке 39, и ширина втулки по существу превышает длину перемещения скольжением штока.

Первый радиальный канал 40 соединен с магистральным каналом 26 и выходит на наружную поверхность штока 21 в продольный карман 41, выполненный во внутренней стенке 42 направляющей втулки 39 вдоль оси втулки и имеющий длину, слегка превышающую длину перемещения скольжением штока. В указанной внутренней стенке 42 втулки по краю продольного кармана 41 выполнены кольцевые пазы 43 для установки уплотнительных прокладок между указанной втулкой и подвижным штоком.

Второй радиальный канал 44 выполнен в цилиндрическом корпусе 14 и проходит через направляющую втулку 39, выходя в продольный карман 41 в зоне выходного конца 38 цилиндрического корпуса 14 напротив опорной детали 33. Этот второй радиальный канал соединен с емкостью 34, выполненной в опорной детали. Соединения между цилиндрическим корпусом 14 и опорной деталью 33, а также емкостью 34 идентичны соединениям, описанным в предыдущем варианте осуществления.

Таким образом, жидкость может пройти через циркуляционный канал 12 в магистральный канал 26 и подняться для заполнения емкости 34. Первоначально присутствующие в емкости газы выталкиваются в систему 45 удаления газов. Никакое препятствие не мешает соединению между циркуляционным каналом 12 и емкостью 34. Таким образом, соединение между указанным циркуляционным каналом 12 и емкостью 34 является постоянным, и характеристики жидкости в емкости 34 являются в любой момент идентичными с характеристиками жидкости в циркуляционном канале 12.

Система 46 измерения может выдавать значения характеристик указанной жидкости. Указанная система 46 измерения может быть выбрана из группы, в которую входят сигнализатор давления и термопара. Таким образом, можно измерять давление или температуру смазочной жидкости.

Сигнализатор давления может быть связан с блоком управления для оценки давления смазочной жидкости, например, относительно рабочего порога, соответствующего тепловому двигателю. Так, если давление смазочной жидкости ниже указанного порога, блок управления может передать предупреждающий сигнал, отслеживаемый водителем, который может предпринять меры для защиты двигателя, например, ограничить работу указанного двигателя до углубленного осмотра в мастерской.

Технический результат изобретения достигнут: устройство питания жидкостью позволяет объединить систему измерения жидкости с устройством питания жидкостью при помощи только одного отверстия питания, просверленного в картере двигателя.

Разумеется, изобретение не ограничивается вариантами осуществления этого соединения, описанными в качестве примеров, и охватывает все их возможные версии. В частности, в случае второго варианта осуществления первый промежуточный радиальный канал во втулке и саму втулку можно заменить гибкой трубкой, концы которой крепят, с одной стороны, на магистральном канале и, с другой стороны, на промежуточном радиальном канале в цилиндрическом корпусе.

Изобретение относится к электроклапану управления масляным насосом автотранспортного средства. Устройство (10) питания смазочной жидкостью для двигателя внутреннего сгорания, содержащее: цилиндрический корпус (14), расположенный в отверстии (15) питания, выходящем в канал (12) циркуляции жидкости, при этом указанный корпус содержит входное отверстие (17), расположенное на входном осевом конце, и по меньшей мере одно выходное отверстие (18), соединенное с каналом (11) смазки двигателя, пробку (22), закрепленную на конце штока (21) и окруженную цилиндрическим корпусом, при этом указанная пробка выполнена с возможностью перекрывания/открывания входного отверстия. Согласно изобретению, устройство содержит емкость (34), которая постоянно соединена с каналом (12) циркуляции жидкости и с которой сообщается (46) система измерения характеристик жидкости. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции путем выполнения электроклапана и сигнализатора давления, требующего только одно отверстие в блоке цилиндров, выходящего в канал циркуляции масла. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство (10) питания смазочной жидкостью для двигателя внутреннего сгорания, содержащее:

- цилиндрический корпус (14), расположенный в отверстии (15) питания, выходящем в канал (12) циркуляции жидкости, при этом указанный корпус содержит входное отверстие (17), расположенное на входном осевом конце, и по меньшей мере одно выходное отверстие (18), соединенное с каналом (11) смазки двигателя,

- пробку (22), закрепленную на конце штока (21) и окруженную цилиндрическим корпусом, при этом указанная пробка выполнена с возможностью перекрывания/открывания входного отверстия,

отличающееся тем, что содержит емкость (34), которая постоянно соединена с каналом (12) циркуляции жидкости и с которой сообщается система измерения (46) характеристик жидкости, при этом емкость (34) выполнена в опорной детали (33), закрепленной на картере (13) двигателя.

2. Устройство (10) по п. 1, отличающееся тем, что содержит магистральный осевой канал (26), входной конец которого соединен с циркуляционным каналом (12) и противоположный выходной конец которого соединен с емкостью (34).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что магистральный осевой канал (26) выполнен в цилиндрическом корпусе (14).

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что магистральный осевой канал (26) выполнен в штоке (21) и проходит через пробку (22).

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрический корпус (14) проходит через опорную деталь (33).

6. Устройство по п. 1 или 5, отличающееся тем, что система (46) измерения закреплена на опорной детали (33) в положении опоры на нее.

7. Устройство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что опорная деталь (33) расположена снаружи картера (13) двигателя.

8. Устройство по любому из пп. 1–7, отличающееся тем, что система (46) измерения выбрана из перечня, в который входят сигнализатор давления или термопара.

9. Устройство по любому из пп. 1–8, отличающееся тем, что устройство (10) питания закреплено на картере (13) двигателя через опорную деталь (33).