Электроприводный смешивающий модуль с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания Российский патент 2025 года по МПК F01M5/02 F02N19/00 B01F27/60 

Электроприводный смешивающий модуль с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к различным технологическим процессам, а именно к смешиванию вращающимися перемешивающими элементами в неподвижных резервуарах и предназначена для образования насыщенной воздушно-масляной эмульсии, отделения воды от капель моторного масла в картере двигателя в целях обеспечения лучшей прокачиваемости и снижения вязкости моторного масла для подготовки холодного запуска двигателя.

Известное устройство - модуль подготовки холодного запуска двигателя, содержащее редуктор в корпусе из алюминиевого сплава, ось которого совмещена с валом электродвигателя, установочную втулку с резьбой, лопастной вращательный элемент (Патент РФ № 2769252 МПК B01F 7/18, взято за прототип).

Недостатком данного устройства является достаточная сложность конструкции, невозможность отделения капель воды от моторного масла при работе устройства, течь моторного масла через уплотнительные элементы вследствие установки устройства в нижней части поддона картера двигателя, невысокая эффективность перемешивания и создания воздушно-масляной эмульсии, так как рабочий орган находится в погружном состоянии.

Известное устройство - воздушно-масляный смешивающий модуль для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания, состоящий из тягового высокоскоростного электродвигателя и перемешивающего рабочего органа, выполненного в виде конической шестерни с круговым зубом, смонтированной на центральном валу высокоскоростного электродвигателя и закрепленной резьбовой гайкой, контроллера электродвигателя с таймером, обеспечивающим возможность подключения ручного режима управления, объединенного с электрической сетью автомобиля.

Недостатком данного технического решения является невозможность одновременного проведения качественной высокоскоростной сепарации для отделения сконденсированных капель воды от моторного масла при работе устройства в картере двигателя.

Технической задачей изобретения является образование насыщенной воздушно-масляной эмульсии в картере двигателя в целях достижения лучшей прокачиваемости и снижения вязкости моторного масла в масляной системе, обеспечение одновременного проведения качественной высокоскоростной сепарации для отделения сконденсированных капель воды от моторного масла при работе устройства в картере двигателя, что позволит подготовить холодный запуск двигателя, повысит надежность и стабильность запуска двигателя внутреннего сгорания и его ресурс в условиях применения при низких температурах окружающей среды.

Техническим решением задачи является создание устройства – электроприводного смешивающего модуля с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания, способного, при его невысокой себестоимости, массе и металлоемкости, простоте изготовления и достаточно низком энергопотреблении, наличии возможности установки в поддоне двигателя, осуществить создание насыщенной воздушно-масляной эмульсии в поддоне двигателя в целях обеспечения лучшей прокачиваемости и снижения вязкости моторного масла для подготовки холодного запуска двигателя, и обеспечить одновременное проведение качественной высокоскоростной сепарации для отделения сконденсированных капель воды от моторного масла при работе устройства в картере двигателя.

Поставленная задача достигается тем, что электроприводный смешивающий модуль с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания выполнен в виде устройства, состоящего из тягового высокоскоростного электродвигателя и перемешивающего рабочего органа, выполненного в виде облегченной конической шестерни, изготовленной методом 3D-печати, с круговым зубом и сквозными сепарационными отверстиями, смонтированной на центральном валу высокоскоростного электродвигателя и закрепленной резьбовой гайкой, контроллера электродвигателя, обеспечивающего возможность подключения ручного режима управления и регулирования скорости вращения, с таймером времени работы, объединенного с электрической сетью автомобиля. При этом коническая шестерня с круговым зубом и сквозными сепарационными отверстиями фиксирована в масляном поддоне двигателя в полупогружном состоянии перед маслозаборником таким образом, что центральный вал не погружен в моторное масло. Также на центральном валу высокоскоростного электродвигателя, проходящем через специально просверленное установочное отверстие в профильной поверхности масляного поддона, расположено два сальниковых уплотнительных кольца, а высокоскоростной электродвигатель размещён в кронштейне желобообразного типа с резьбовыми окончаниями, зафиксированном методом точечной сварки на поверхности поддона двигателя, и прижат торцевой крышкой с отверстиями, через которые проходят резьбовые окончания кронштейна, закрепленной резьбовыми гайками.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема электроприводного смешивающего модуля с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания, на фиг. 2 изображен перемешивающий рабочий орган с круговым зубом и сквозными сепарационными отверстиями электроприводного смешивающего модуля с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания.

Электроприводный смешивающий модуль с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания выполнен в виде устройства, состоящего из тягового высокоскоростного электродвигателя 1 и перемешивающего рабочего органа, выполненного в виде облегченной конической шестерни 2, изготовленной методом 3D-печати, с круговым зубом и сквозными сепарационными отверстиями, смонтированной на центральном валу 3 высокоскоростного электродвигателя 1 и закрепленной резьбовой гайкой 4, контроллера электродвигателя 1 с таймером (на рисунке не показан), обеспечивающим возможность подключения ручного режима управления, объединенного с электрической сетью автомобиля. При этом коническая шестерня 2 с круговым зубом и сквозными сепарационными отверстиями фиксирована в масляном поддоне 5 двигателя в полупогружном состоянии перед маслозаборником 6 таким образом, что центральный вал 3 не погружен в моторное масло. На центральном валу 3 высокоскоростного электродвигателя 1, проходящем через специально просверленное установочное отверстие в профильной поверхности масляного поддона 5, расположено два сальниковых уплотнительных кольца 7 и 8, а высокоскоростной электродвигатель 1 размещён в кронштейне 9 желобообразного типа с резьбовыми окончаниями 10 и 11, зафиксированном методом точечной сварки на профильной поверхности поддона 5 двигателя, и прижат торцевой крышкой 12 с отверстиями, через которые проходят резьбовые окончания 10 и 11 кронштейна 9, закрепленной резьбовыми гайками 13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости холодного запуска двигателя через контроллер с таймером подается напряжение электроснабжения автомобиля на электродвигатель 1, центральный вал 3 которого при вращении передает крутящий момент на коническую шестерню 2, последующая путем интенсивного перемешивания масла с газами, находящимися в картерном пространстве, формирует насыщенную воздушно-масляную эмульсию, так как шестерня 2 находится в полупогружном состоянии, что позволяет осуществить большее насыщение масла картерными газами. При этом конический профиль шестерни 2 и наклон кругового зуба формирует течение получаемой эмульсии в направлении маслозаборника 6, причём сквозные сепарационные отверстия кругового зуба шестерни 2 при высокой скорости вращения осуществляют дополнительный захват картерных газов, при этом под воздействием роста сил межмолекулярного притяжения происходит выделение из потока масла микроскопических частиц воды, с последующим их укрупнением, объединением и образованием капель, впоследствии скапливающихся в нижней части поддона и принудительно удаляемых из картера при сливе, что позволяет снизить вязкость холодного масла, достичь лучшей прокачиваемости моторного масла и подготовить холодный запуск двигателя, повысить надежность, ресурс и стабильность запуска двигателя внутреннего сгорания в условиях низких температур окружающей среды, а предлагаемая компоновка устройства при наличии двух сальниковых уплотнительных колец 7 и 8 позволяет предотвратить течь масла через установочное отверстие.

Входящий в состав устройства контроллер с таймером позволяет при работе регулировать крутящий момент и скорость вращения рабочего органа – шестерни 2, а также время воздействия рабочего органа на масляно-воздушную среду.

В случае отсутствия необходимости подготовки холодного запуска устройство не подключается, но при установлении наличия водного конденсата в моторном масле может быть использовано в межсезонный период для отделения сконденсированных капель воды от моторного масла и последующего слива объёма воды через сливное отверстие картера.

Использование данного изобретения - электроприводного смешивающего модуля с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания, при его невысокой себестоимости, массе и металлоемкости, достаточно низком энергопотреблении и высокой надёжности, позволит создать насыщенную воздушно-масляную эмульсию в картере двигателя в целях достижения лучшей прокачиваемости и снижения вязкости моторного масла в масляной системе, одновременно обеспечить проведение качественной высокоскоростной сепарации для отделения сконденсированных капель воды от моторного масла при работе устройства в картере двигателя, что позволит подготовить холодный запуск двигателя, повысит надежность, стабильность запуска двигателя внутреннего сгорания и его ресурс в условиях применения при низких температурах окружающей среды, что приведет к экономии энергозатрат и увеличит экономический эффект от его применения в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к различным технологическим процессам, а именно к смешиванию вращающимися перемешивающими элементами в неподвижных резервуарах, и предназначено для образования насыщенной воздушно-масляной эмульсии, отделения воды от капель моторного масла в картере двигателя в целях обеспечения лучшей прокачиваемости и снижения вязкости моторного масла для подготовки холодного запуска двигателя. Электроприводный смешивающий модуль с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания содержит тяговый высокоскоростной электродвигатель (1), перемешивающий рабочий орган (2), выполненный в виде конической шестерни с круговым зубом и контроллер электродвигателя с таймером. Перемешивающий рабочий орган (2) выполнен в виде облегченной конической шестерни, изготовленной методом 3D-печати, с круговым зубом и сквозными сепарационными отверстиями. Технические результаты заключаются в подготовке холодного запуска двигателя, повышении надежности и стабильности запуска ДВС, а также повышении ресурса ДВС в условиях низких температур окружающей среды. 2 ил.

Электроприводный смешивающий модуль с дополнительной сепарацией для подготовки холодного запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий тяговый высокоскоростной электродвигатель, перемешивающий рабочий орган, выполненный в виде конической шестерни с круговым зубом, контроллер электродвигателя с таймером, отличающийся тем, что перемешивающий рабочий орган выполнен в виде облегченной конической шестерни, изготовленной методом 3D-печати, с круговым зубом и сквозными сепарационными отверстиями.