Система смазки двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01M1/00 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, предназначено для отде- ления твердых веществ от жидкости и может найти применение в химической,

пищевой и других отраслях промышленности.

Известна система смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащая навешанный на двигатель масляный насос

31778326

и две подключенные к нему параллельно центрифуги с гидравлическим приводом ротора.

Недостатком известной системы является низкое качество очистки масла на пониженных скоростных режимах работы двигателя, при которых уменьшается подача масла от навешанного на него насоса

Известна также система смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащая основной и дополнительный масляные насосы с приводом от двигателя

10

к повышенному износу деталей двигате ля внутреннего сгорания, снижению его ресурса.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. достижение высокого качества очистки масла центрифугами на всех пониженных скоростных режимах работы двигателя внутреннего сгорания и увеличение продолжительности необслуживаемой работы центрифуг (работы центрифуг между чистками роторов). Этим достигается увеличение надежности и

(двухсекционный масляный насос), хо- ресурса двигателя, уменьшение расхолодильник, фильтр тонкой очистки масла и главную масляную магистраль, последовательно сообщенные с основной секцией масляного насоса, и первую, вторую, третью и четвертую центрифуги с гидравлическим приводом ротора, на которые работает дополнительная секция масляного насоса. Эта система является наиболее близкой по технической сущности и достигаемому, результату к предложенной системе смазки.

Недостатками известной системы являются низкое качество очистки масла на пониженных скоростных режимах работы двигателя и недостаточная продолжительность необслуживаемой работы центрифуг. Очистка масла осуществляется качественно только на номинальном режиме работы двигателя, для которого рассчитывается система, т.е. когда параметры работающего навешанного на двигатель насоса соответствуют гидравлическим характеристикам центрифуг, и перед их соплами устанавливается номинальное (расчетное) рабочее давление, что обусловливает высокую частоту вращения роторов и, следовательно, высокую эффективность очистки масла от нерастворимых примесей. На всех остальных режимах работы двигателя (средний, малый ход, холостые обороты и т.п.) параметры насоса (подача и напор) падают, вследствие чего снижается частота врада моторного масла и сменнозапасных

частей.

Цель достигается тем, что в из20 оестной системе смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащей двухсекционный масляный насос с приводом от двигателя, последовательно сообщенные с основной секцией мас25 ляного насоса фильтртонкой очистки, масляный холодильник и главную масляную магистраль, а также первую, вторую, третью и четвертую центрифуги, в отличие от нее в предложенной

30 дополнительно установлен распределитель, содержащий цилиндрический корпус с выполненным в его крышке . маслоподводящим отверстием и парой маслоподводящих отверстий на боковой

,с поверхности втулки, расположенной

(парой) в плоскости, перпендикуляр- ной оси цилиндрического корпуса в его верхней части, а также четырьмя парами маслоотводящих отверстий,

лп каждая из которых размещена в четырех плоскостях, перпендикулярных оси корпуса. Распределитель включает в себя втулку с расположенными на боковой поверхности пятью отверстиями

4g и двумя штифтами, входящими в два направленных вниз дугообразных паза, выполненных на внутренней поверхности корпусао Распределитель также включает в себя подпружиненный золотник со скосом и двумя продольными

--П --- - -- -- --- - - - Unix w v ivijv vjm YI щаутп i iDrmiMH

щения роторов центрифуг, резко ухуд- &и пазами на боковой поверхности, в кошается качество очистки масла, значительно возрастает загрязнение фильтрующих элементов фильтров тонкой очистки масла грубодисперсными частицами, снижается их грязеемкость, ухудшаются гидравлические характеристики и пропускная способность фильтров, что в конечном итоге приводит

55

торые входят штифты, выполненные на внутренней поверхности втулки. Верхняя пара маслоотводящих отверстий корпуса сообщена с входами первой и четвертой центрифуг, вторая пара сообщена с входами второй и третьей центрифуг, третья пара - с входами третьей и второй центрифуг, а чет0

к повышенному износу деталей двигателя внутреннего сгорания, снижению его ресурса.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. достижение высокого качества очистки масла центрифугами на всех пониженных скоростных режимах работы двигателя внутреннего сгорания и увеличение продолжительности необслуживаемой работы центрифуг (работы центрифуг между чистками роторов). Этим достигается увеличение надежности и

ресурса двигателя, уменьшение расхода моторного масла и сменнозапасных

частей.

Цель достигается тем, что в изоестной системе смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащей двухсекционный масляный насос с приводом от двигателя, последовательно сообщенные с основной секцией масляного насоса фильтртонкой очистки, масляный холодильник и главную масляную магистраль, а также первую, вторую, третью и четвертую центрифуги, в отличие от нее в предложенной

дополнительно установлен распределитель, содержащий цилиндрический корпус с выполненным в его крышке . маслоподводящим отверстием и парой маслоподводящих отверстий на боковой

поверхности втулки, расположенной

(парой) в плоскости, перпендикуляр- ной оси цилиндрического корпуса в его верхней части, а также четырьмя парами маслоотводящих отверстий,

каждая из которых размещена в четырех плоскостях, перпендикулярных оси корпуса. Распределитель включает в себя втулку с расположенными на боковой поверхности пятью отверстиями

и двумя штифтами, входящими в два направленных вниз дугообразных паза, выполненных на внутренней поверхности корпусао Распределитель также включает в себя подпружиненный золотник со скосом и двумя продольными

Unix w v ivijv vjm YI щаутп i iDrmiMH

пазами на боковой поверхности, в ко

торые входят штифты, выполненные на внутренней поверхности втулки. Верхняя пара маслоотводящих отверстий корпуса сообщена с входами первой и четвертой центрифуг, вторая пара сообщена с входами второй и третьей центрифуг, третья пара - с входами третьей и второй центрифуг, а чет

5

вертая - с входами четвертой и перв центрифуг.

Предложенная система очистки масла в двигателях внутреннего сгорания обеспечивает высокое качество очистки масла на всех режимах работ двигателя, что обусловлено введение в систему распределителя, который в зависимости от частоты вращения двигателя автоматически отключает (при снижении частоты вращения) или подключает соответствующее (степени изменения режима работы) количество центрифуг, а следовательно, тем самым поддерживает перед гидроприводо оставшихся в работе центрифуг рабочее давление, равное или близкое к номинальному. Такое давление обеспечивает спецификационные режимы рабо центрифуг с высоким качеством очистки масла.

При этом отключение центрифуг и последующее их подключение (или наоборот) при изменении режима работы двигателя до его остановки с последующим пуском и увеличением частоты вращения осуществляется в согласованой последовательности (первая отключенная центрифуга в первую очередь включается), что способствует эффективному использованию рабочих объемов центрифуг (равномерному их использованию) и увеличению периода необслуживаемой работы между чистками их роторов.

На номинальном режиме работы двигателя распределитель обеспечивает подключение к напорной магистрали насоса всех центрифуг. В этом случае золотник и втулка под воздействием давления масла, находятся в крайних нижних положениях. Штифты втулки находятся в крайних нижних положениях одной из ветвей, например правых, дугообразных пазов корпуса, что обеспечивает совпадение одного ряда (правого в данном случае) маслоподво- дящих и маслоотводящих отверстий корпуса и отверстий втулки (поворотной) (по высоте и окружности), конкретно, одно из разнесенных маслоподводящих (входных) отверстий (правое в данном случае) корпуса совпадает с входным отверстием поворотной втулки, и, соответственно, его (корпуса) масло- отводящие (выходные) отверстия (по одному в каждой паре) совпадают с вы0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ходными отверстиями поворотной втулки.

При снижении оборотов двигателя соответственно падает поддча приводного от двигателя насоса, давление масла в напорной магистрали насоса, а следовательно и во внутренней полости поворотной втулки распределителя. Золотник под воздействием пружины поднимается вверх и перекрывает нижнее выходное отверстие поворотной втулки, отключая одну из центрифуг- В результате этого расход масла перераспределяется между оставшимися - в работе центрифугами, перед их гидроприводами поддерживается рабочее давление (близкое к номинальному) и центрифуги работают практически на номинальном режиме.

При дальнейшем снижении оборотов двигателя и, соответственно, падении давления масла в напорной магистрали насоса аналогично отключаются и другие центрифуги.

При полной остановке двигателя и полном падении давления масла в напорной магистрали насоса и в полости над золотником и поворотной втулкой золотник под воздействием пружины перемещает поворотную втулку вверх, Входные и выходные отверстия корпуса перекрываются втулкой. Цтифты поворотной втулки, двигаясь в вершины дугообразных пазов корпуса по его правым ветвям, соответственно разворачивают втулку и за счет инертности движения проходят вершины дугообразных пазов корпуса. При последующем запуске двигателя под действием возрастающего давления масла поворотная втулка вместе с золотником движется вниз, а ее штифты перемещаются уже по другим ветвям (левым) дугообразных пазов корпуса до упора, соответственно разворачивая поворотную втулку и обеспечивая таким образом сов-4 падение ее входного и выходных отверстий с другим вертикальным рядом отверстий корпуса, которые сообщены с центрифугами, исходя из согласованной последовательности подключения центрифуг (первой подключается центрифуга, выключенная первой).

При этом пазы на наружной поверхности золотника и штифты на внутренней поверхности поворотной втулки обеспечивают ориентирование наклонного среза золотника по отношению к

входному отверстию втулки, что гарантирует попадание масла через входные отверстия в корпусе и поворотной втулке в полость над косым срезом золотника и при дальнейшем развитии частоты вращения двигателя и, следовательно, возрастании давления мае-1 ла в трубопроводе при фиксированном по Высоте (и окружности) положении поворотной втулки обеспечивает перемещение подпружиненного золотника вниз и по мере возрастания подачи насоса - последовательное подключе10

отверстий для отвода равно количе ву центрифуг (равно четырем).

На внутренней боковой поверхно ти цилиндра 9 выполнены два дугоо разных паза 13, ветви которых 13. и 13о 2 разнесены соответственно р несению пар отверстий 11 и 12 и о ентированы вниз„ Внутренние сторо ветвей пазов сходятся в вершинах 13-3 под острыми углами.

В нижней части цилиндра (в осн нии цилиндра) выполнено отверстие для сброса в картер 7 проникающег

ние к работе центрифуг (противополож- $ через неплотности масла„ В полом

ное подключению при предшествующем цикле развития оборотов от нуля).

На фиг. 1 изображена система смазт ки двигателя внутреннего сгорания при неработающем двигателе; на фиг,2- при номинальном режиме работы; на фиг,, 3 сечение А-А распределителя системы,

I

Система смазки содержит навешанный на двигатель двухсекционный масляный насос, одна секция которого - основной масляный насос 1 соединена трубопроводом последовательно с фильтром 2 тонкой очистки и масляным холодильником 3 и обеспечивает смазку трущихся деталей двигателя, другая секция - дополнительный масляный насос 4 через распределитель 5 соединена с центрифугами 6 (в конкретном примере 4 центрифуги) с гидравлическим приводом ротора (не показано). Очищенное масло из центрифуг и загрязненное масло от трущихся деталей двигателя сбрасывается в картер 7 двигателя, откуда через приемник 8 забирается, двухсекционным масляным насосом 1,4. Распределитель 5 содержит корпус (полый цилиндр) Э, в котором выполнены отверстия для подвода в цилиндр и отвода масла на трифуги б Для подвода масла одно отверстие 10 выполнено в верхней донной части цилиндра и два отверстия 1 (пара отверстий), разнесенные (на небольшое расстояние относительно- друг от друга) на одном уровне - на боковой поверхности цилиндра. Для отвода масла на центрифуги 6 отверстия 12 выполнены на боковой поверхности, причем, попарно, на четырех разных уровнях. При этом, отверстия в каждой паре разнесены аналогично паре входных отверстий 11, количество пар

отверстий для отвода равно количеству центрифуг (равно четырем).

На внутренней боковой поверхности цилиндра 9 выполнены два дугообразных паза 13, ветви которых 13.1 и 13о 2 разнесены соответственно разнесению пар отверстий 11 и 12 и ориентированы вниз„ Внутренние стороны ветвей пазов сходятся в вершинах 13-3 под острыми углами.

В нижней части цилиндра (в основании цилиндра) выполнено отверстие 14 для сброса в картер 7 проникающего

через неплотности масла„ В полом

0

5

0

5

0

5

0

5

цилиндре Э установлена втулка 15 с донышком. На боковой поверхности втулки 15 выполнены пять отверстий: для подвода 1б и отвода 17 масла, т.е„ всего по числу пар отверстий в полом цилиндре, и соответственно эти отверстия размещены по уровню и окружности. На наружной поверхности втулки 15 установлены штифты 18, входящие в дугообразные пазы 13 полого цилиндра 9. Эти штифты служат для фиксации положения поворотной втулки по окружности по отношению к неподвижному полому цилиндру, а точнее, положение штифтов в одной ветви дугообразных пазов обеспечивает совпадение отверстий втулки с одним рядом отверстий полого цилиндра, а положение их в другом ветви пазов обеспечивает совпадение отверстий втулки с другим рядом отверстий полого цилиндра (с другим отверстием каждой пары). На внутренней поверхности втулки установлены еще два штифта 19.

В поворотной втулке установлен подпружиненный (пружина 20) золотник 21, имеющий на боковой поверхности два продольных паза 22, в которые входят штифты 19 поворотной втулки Золотник имеет наклонный срез 23 в верхней части. Штифты 19 в пазах 22 обеспечивают ориентацию наклонного среза 23 золотника 21 относительно входного отверстия 16 поворотной втулки 15. При этом трубопроводы соединяют каждую пару выходных отверстий 12 полого цилиндра с соответствующими центрифугами (см. фиг.1,2). Конкретно, верхняя пара маслоотводя- щих отверстий сообщена с входами первой и четвертой центрифуг, вторая пара - с входами второй и третьей центрифуг, третья - с входами третьей и второй центрифуг, а четвертая - с входами четвертой и первой центрифуг. Это обеспечивает в процессе изменения режима работы двигателя от пуска до остановки согласованное подключение и отключение центрифуг, после каждой остановки порядок подключения будет меняться на противоположный.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом. При неработающем двигателе в системе смазки и, следовательно, в полостях распределителя 5 давления масла нет. Золотник 21 и поворотная втулка 15 под воздействием пружины 20 находятся в крайнем верхнем положении (фиг, 1). Штифты 1В поворотно втулки 15 находятся практически в вершинах 13.3 дугообразных пазов 13 полого цилиндра 9о При этом отверсти 11 и 12 цилиндра перекрыты боковой поверхностью втулки 15.

При пуске двигателя и, следовательно, работе насоса Ml) давление масла в системе будет повышаться Масло через отверстие 10 поступает в полость над втулкой 15. Под давлением масла, втулка 15 вместе с золотником 21 движется вниз.

Шифты 18 из вершин 13.3 пазов 13 перемещаются по левым, например, ветвям до упора, разворачивая при движении втулку 15 на соответствующий уго и останавливая ее в положении, обеспечивающем таким путем совмещение входного 16 и выходных отверстий 17 поворотной втулки 15 соответственно с левыми отверстиями 11, 12 полого цилиндра (фиг. За)„ При возрастании давления масла по мере развития оборотов двигателя под его воздействием на наклонный срез 23 золотника 21 и его донышко золотник перемещается вниз, открывая доступ масла через отверстие 17 первого (высшего) уровня на центрифугу 1, затем по мере возрастания давления золотник открывает доступ масла на центрифугу II через отверстие 17 на 2-ом уровне, затем аналогично на центрифугу III и IV.

Возрастание подачи насоса при увеличении частоты вращения главного двигателя и насоса МО обеспечивает при соответствующем последовательном подключении центрифуг 6 (при возрастании числа работающих центрифуг) их спецификационный режим работы, т.е.

0

5

0

5

высокое качество очистки масле, параметры которого перед гидроприводами центрифуг поддерживаются практически номинальными.

При снижении частоты вращения двигателя, соответственно насоса Ь, снижении подачи давления масла, подъеме золотника 21 под воздействием пружины 20 центрифуги отключаются в обратном порядке, а именно IV, III, II, I. При остановке двигателя, как следствие, при полном падении давления масла в напорной магистрали, над поворотной втулкой 15 и золотником 21 последний под действием пружины 20 перемещают поворотную втулку вверх, все отверстия цилиндоа 11, 12 при этом перекрываются втулкой, а ее штифты 18, перемещаясь по левым 13.2 ветвям дугообразных пазов 13, разворачивают соответственно втулку и за счет инерционности движения сопряженных элементов 15 и 21 переходят границу вершин 13.3 пазов. Втулка 15 и золотник 21 занимают крайние верхние положения, штифты 18 - тоже верхнее положение, причем уже в правых ветвях 13.1 пазов 13При последующем пуске двигателя и опускании поворотной втулки под воздействием возрастающего давления масла штифты 18 отпускаются вместе с ней по другим, правым 13-1 ветвям дугообразных пазов до упора, что обеспечивает разворот втулки, ее остановку и совмещение в этом положении всех отверстий втулки (входного 16 и выходных 17) соответственно с правыми в каждой паре отверстиями (11 и 12 полого цилиндра). При дальнейшем развитии частоты вращения двигателя и соответственно повышении подачи насоса 4, давления масла движение зо- с лотника 21 вниз обеспечивает подключение центрифуг в последовательности - IV, ill, IT, I, т.е. в последовательности, обратной последовательности подключения центрифуг в предшествующем цикле развития частоты вращения от нуля, в результате чего создаются условия для более равномерного распределения загрязнений между всеми центрифугами системы. При этом работа центрифуг на специфика- ционном уровне режима на всех режимах работы двигателя обеспечивает удаление грубодисперсных частиц загрязнений, что, в свою очередь, соз0

5

0

0

5

sO

Csl

ra CO

.

rPL

SN

Сущность изобретения: система содержит двухсекционный навесной маслонасос, последовательно сообщенные с его основной секцией фильтр тонкой очистки и масляный холодильник, главную масломагистраль, четыре центрифуги и распределитель, имею- щий цилиндр с подводящим отверстием в крышке и пять пар разноуровневых подводящих (одна пара) и отводящих отверстий на поверхности, втулку с пятью боковыми отверстиями и двумя штифтами, входящими в два направленных вниз дугообразных паза на поверхности цилиндра, и подпружиненный золотник со скосом и двумя продольными пазами|на боковой поверхности, куда входят штифты, выполненные на внутренней поверхности втулки. Подводящие отверстия цилиндра сообщены с дополнительной секцией насоса, а верхняя пара отводящих отверстий - с входами первой и четвертой центрифуг, вторая пара - с входами второй и третьей центрифуг, третья - с входами третьей и второй, а четвертая - четвертой и первой центрифуг При номинальном режиме золотник находится в крайнем нижнем положении, масло через отверстия поступает во все центрифуги. При снижении давления вначале подпружиненный золотник, а затем и втулка последовательно перекрывают отверстия, отключая центрифуги при движении вверх штифта в левой ветви паза. Штифт в силу инерции золотника и втулки незначительно переходит в начало правой ветви паза, обеспечивая при росте давления свое движение вниз по его правой ветви, разворот втулки, сообщение отверстий втулки с другим рядом из пары отверстий цилиндра и подключение центрифуг в обратной последовательности, Система позволяет увеличить ресурс двигателя, снизить расход масла и запасных частей. 3 ил. , СО с XI XI с со ю о

В

12

11

Фи,3