Автономная система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания Российский патент 2024 года по МПК F02B39/14 F01M1/02 F01M1/12 F01M1/22 F01M1/24 F01M1/28 

Изобретение относится к системам смазки машин и двигателей под давлением, и может быть использовано для смазки подшипникового узла турбокомпрессора, устанавливаемого на двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Известно устройство «Система смазки двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором» (Авторское свидетельство СССР №1312197, МПК F01M 5/00, 1/06, опубл. 23.05.87), содержащее насос, жиклер, герметичный бачок, клапан, дроссель, ротор турбокомпрессора, напорный трубопровод и подшипник.

Недостатками данного устройства является ненадежность герметичного бачка для масла, находящегося под переменным давлением.

Наиболее близким является изобретение «Индивидуальная система смазки подшипникового узла турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания» (патент РФ №2698995, МПК F01M 5/00 (2019.05), 02.09.2019, бюл. №25), включающее масляную магистраль, проходящую через подшипник турбокомпрессора и включающую связанные между собой системой трубопроводов, подключенным к магистрали, масляный насос со шкивом, который закреплен на двигателе вместо натяжного устройства ремня привода генератора и водяного насоса и приводится во вращение от шкива коленчатого вала ДВС. К шкиву масляного насоса вращение передается посредством ремня. Масляный насос снабжен перепускным клапаном, баком для заполнения маслом, масляным фильтром тонкой очистки, предусмотренным в системе для очистки масла от загрязнений, появляющихся в процессе эксплуатации, гидроаккумулятором, для обеспечения смазочным материалом после остановки двигателя, обратными клапанами, предусмотренными для слаженной работы системы смазки. Бак снабжен заливной горловиной и сливной пробкой. В трубопроводе после фильтра установлен датчик давления масла.

Недостатки этого устройства заключаются в недостаточной надежности ремня привода масляного насоса, особенно в том, что ремень может проскальзывать, вследствие чего возможен обрыв ремня. К недостаткам известного устройства дополнительно относятся зависимость производительности масляного насоса от оборотов коленчатого вала двигателя и сложность конструкции данной системы смазки.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности работы турбокомпрессора, обеспечении смазки трущихся поверхностей деталей турбокомпрессора до запуска двигателя, в течении работы на разных режимах ДВС, при колебании напряжения в бортовой электросистеме и при аварийной остановке ДВС, а также в случае выхода из строя автономной системы смазки подшипников турбокомпрессора.

Указанный технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что автономная система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания, включающая масляную магистраль, выполненную в виде замкнутого контура и содержащую масляный насос, масляный фильтр и бак для смазочного масла, отличающаяся тем, что масляная магистраль содержит гидроаккумулятор, указатели давления масла, расположенные между масляным фильтром и обратным клапаном и между гидроаккумулятором и подшипниковым узлом турбокомпрессора, при этом масляный фильтр, расположен между масляным насосом и гидроаккумулятором, масляный насос, снабжен перепускным клапаном и закреплен отдельно от ДВС и приводится во вращение от автономного электродвигателя, питаемого от бортовой сети автомобиля, а к масляной магистрали перед обратным клапаном и гидроаккумулятором подсоединен предохранительный клапан отсечки топлива, через который идет снабжение ДВС топливом.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлена схема автономной системы смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания.

Автономная система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания включает в себя масляную магистраль 1, проходящую через подшипник турбокомпрессора 2 и включающую связанные между собой системой трубопроводов 3, масляный насос 4, закреплен отдельно от ДВС 5 и приводится во вращение от автономного электродвигателя 6, питающегося от бортовой электросистемы автомобиля, снабжен перепускным клапаном 7, масляным баком 8, масляным фильтром тонкой очистки 9, предусмотренным в системе для очистки масла от загрязнений, появляющихся в процессе эксплуатации, гидроаккумулятором 10, для обеспечения снижения пульсаций в системе смазки при колебаниях в электросети автомобиля, обратным клапаном 11, предназначенным для надежной работы системы смазки. Масляный бак 8 снабжен заливной горловиной и сливной пробкой, а также теплоэлектронагревателем (ТЭН) для подогрева масла при холодном пуске автомобиля. В трубопроводе до обратного клапана 11 и после гидроаккумулятора 10 установлены указатели давления масла 12, а также датчики температуры масла 13, 14, фиксирующие температуру масла на входе и выходе масла из подшипника турбокомпрессора 2.

Автономная система смазки турбокомпрессора ДВС работает следующим образом.

До запуска двигателя внутреннего сгорания обратный клапан 11 закрыт, в связи с этим в системе трубопроводов 3 имеется масло, гидроаккумулятор 10 разряжен. При запуске двигателя внутреннего сгорания 5 вначале включается ТЭН и масло разогревается до рабочей температуры, затем включается автономный электродвигатель 6, который приводит во вращение масляный насос 4. Масло из масляного бака 8 под давлением, регулируемым с помощью перепускного клапана 7, начинает поступать в масляную магистраль 1 в масляный фильтр 9, в масляную полость гидроцилиндра 15 воздушной тормозной заслонки 16 воздушного коллектора, открывая ее посредством рычага, затем масло поступает в масляную полость предохранительного клапана отсечки топлива 17, открывая его и осуществляя подачу топлива в ДВС 5, затем масло отжимает обратный клапан 11, заряжает гидроаккумулятор 10 и далее поступает к подшипникам турбокомпрессора 2 ДВС 5. После этого включается стартер и ДВС 5 запускается. Независимо от режима работы ДВС 5 и колебаний в электросети автомобиля гидроаккумулятор 10 сглаживает пульсации давления и обеспечивает нормальную смазку подшипника турбокомпрессора 2. Масло после смазки подшипника через трубопровод 3 возвращается в масляный бак 8. Система смазки имеет масляный радиатор с термостатом для поддержания рабочей температуры в подшипниках турбокомпрессора 2 и преждевременного старения масла. После остановки ДВС 5, электродвигатель 6 привода масляного насоса 4 продолжает работать, обеспечивая снижение температуры смазочного масла и жидкостного трения подшипников до полной остановки ротора турбокомпрессора 2. В случае аварийной ситуации, когда автономная система смазки выходит из строя, а ДВС 5 продолжает работать, возможен выход из строя подшипников турбокомпрессора 2 (заклинивание, разрушение), в этом случае автономная система смазки работает следующим образом. При выходе из строя электродвигателя 6 привода масляного насоса 4 или самого масляного насоса 4, давление в масляной магистрали снижается, соответственно, оно снижается и в гидроцилиндре 15 привода тормозной заслонки 16, вызывая ее закрытие и торможение воздушного потока, вызывающего ускоренную остановку ротора турбокомпрессора 2, предотвращение длительного выбега и наступление масляного голодания подшипников турбокомпрессора 2, падает давление масла и в масляной полости топливного предохранительного клапана 17, через который идет снабжение ДВС 5 топливом, что вызывает закрытие топливного предохранительного клапана 17 и остановку ДВС 5, далее при падении давления в масляной магистрали 1 обратный клапан 11 закрывается и питание подшипников турбокомпрессора 2 осуществляется из гидроаккумулятора 10 до полной остановки ротора турбокомпрессора 2. Таким образом предотвращается сухое трение подшипников турбокомпрессора 2, а также закоксовывание смазочного масла в его каналах. Объем масла в масляном баке 8 выбирают из условия обеспечения подачи масла для безаварийной работы турбокомпрессора 2 и заряда гидроаккумулятора 10. Автономная система смазки турбокомпрессора 2 имеет электронный блок управления (ЭБУ) 18 с разъемом 19 для подключения диагностики. В электрическую систему автономной системы входит аккумуляторная батарея 20, блок реле 21, а также контрольная лампа включения 22 и датчик 23. Датчик 23 служит для фиксации оборотов ротора турбокомпрессора 2 и по его сигналам ЭБУ 18 регулирует работу автономной системы смазки турбокомпрессора 2 ДВС 5. Реле 24 воздействует на обмотку возбуждения электродвигателя 6 привода масляного насоса 4 и с помощью ЭБУ 18 регулирует частоту вращения ротора электродвигателя 6.

Автономная система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания турбокомпрессора ДВС представляет собой интерес для двигателестроения, так как работает независимо от главной системы смазки ДВС и позволяет смазывать трущиеся поверхности деталей турбокомпрессора уже до запуска двигателя автомобиля, что обеспечивает жидкостное трение подшипников в момент запуска ДВС, в процессе работы и после остановки ДВС, а также в случае аварийного отказа автономной системы смазки.

Кроме того, заявляемое техническое решение дает возможность применять специальные турбинные масла синтетического происхождения, не склонные к коксованию, обладающие более высокой устойчивостью при работе с высокими температурами и возможностью приспосабливаться к меняющимся в процессе работы условиям эксплуатации, что повышает долговечность работы турбокомпрессора. Данная система может использоваться в тракторах промышленного и сельскохозяйственного назначения.

Изобретение относится к системам смазки и предназначено для смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Технический результат - повышение надежности работы турбокомпрессора, обеспечение смазки трущихся поверхностей деталей турбокомпрессора до запуска ДВС, в течении работы ДВС на разных режимах, при колебании напряжения в бортовой электросистеме и при аварийной остановке ДВС. Предложена автономная система смазки турбокомпрессора ДВС, включающая масляную магистраль 1, выполненную в виде замкнутого контура и содержащую масляный насос 4, масляный фильтр 9 и бак 8 для смазочного масла. Масляная магистраль 1 содержит гидроаккумулятор 10, указатели давления масла 12, расположенные между масляным фильтром 9 и обратным клапаном 11 и между гидроаккумулятором 10 и подшипниковым узлом 2 турбокомпрессора. Масляный насос 4 снабжен перепускным клапаном 7, закреплен отдельно от ДВС и приводится во вращение от автономного электродвигателя, питаемого от бортовой сети автомобиля. К масляной магистрали перед обратным клапаном 11 и гидроаккумулятором 12 подсоединен предохранительный клапан отсечки топлива 17, через который идет снабжение ДВС топливом. 1 ил.

Автономная система смазки турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающая масляную магистраль, выполненную в виде замкнутого контура и содержащую масляный насос, масляный фильтр и бак для смазочного масла, отличающаяся тем, что масляная магистраль содержит гидроаккумулятор, указатели давления масла, расположенные между масляным фильтром и обратным клапаном и между гидроаккумулятором и подшипниковым узлом турбокомпрессора, при этом масляный фильтр расположен между масляным насосом и гидроаккумулятором, масляный насос снабжен перепускным клапаном, закреплен отдельно от ДВС и приводится во вращение от автономного электродвигателя, питаемого от бортовой сети автомобиля, а к масляной магистрали перед обратным клапаном и гидроаккумулятором подсоединен предохранительный клапан отсечки топлива, через который идет снабжение ДВС топливом.