Система смазки двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК 7832 9) 01 И 1/00 5)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретениемашиностроения оситсчастно к областити двигатеругих отраслях промыш пищевои и ности,Известн внутреннег вешанный н система смазки двигателя сгорания, содержащая на" двигатель масляный насос преДназначено дых веществ от и применение в лестроенления твможет на ля отдедкости и мической ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Дальневосточное высшее инженерное морское училище им. адм. Г.И.Невельского(56) Венцель С,В. Применение смазочных масел в двигателях внутреннего,сгорания. И.: Химия, 1979, рис. 27 а,Ь 4) систеиА сиАаки ДВигдтеля ВнутРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Сущность изобретения: системасодержит двухсекционный навесноймаслонасос, последовательно сообщенные с его.основной секцией фильтртонкой очистки и масляный холодильник, главную масломагистраль, четырецентрифуги и распределитель, имею"щий цилиндр с подводящим отверстиемв крышке и пять пар разноуровневыхподводящих (одна пара) и отводящихотверстий на поверхности, втулку спятью боковыми отверстиями и двумяштифтами, входящими в два направленных вниз дугообразных паза на поверхности цилиндра, и подпружиненный золотник со скосом и двумя продольнымипазами на боковой поверхности, куда входят штифты, выполненные навнутренней поверхности втулки, Подводящие отверстия цилиндра сообщеныс дополнительной секцией насоса,а верхняя пара отводящих отверстийс входами первой и четвертой центрифуг, вторая пара - с входами второйи третьей центрифуг, третья - с входами третьей и второй, а четвертая -четвертой и первой центрифуг, Приноминальном режиме золотник находится в крайнем нижнем положении,масло через отверстия поступает вовсе центрифуги. При снижении давлениявначале подпружиненный золотник, азатем и втулка последовательно пере,крывают отверстия, отключая центрифуги при движении вверх штифта в левой ветви паза. Штифт в силу инерциизолотника и втулки незначительно переходит в начало правой ветви паза,обеспечивая при росте давления своедвижение вниз по его правой ветви,разворот втулки, сообщение отверстийвтулки с другим рядом из пары отверстий цилиндра и подключение центрифуг в обратной последовательности,Система позволяет увеличить ресурсдвигателя, снизить расход масла и за"пасных частей. 3 ил.1778326 к повышенному износу деталей двигателя внутреннего сгорания, снижению его ресурса.Целью изобретения являетсл устранение указанных недостатков, т.е.достижение высокого качества очистки масла центрифугами на всех понижен"ных скоростных режимах работы двигателя внутреннего сгорания и увеличение продолжительности необслуживаемой работы центрифуг (работы центрифуг между чистками роторов), Этимдостигается увеличение надежности иресурса двигателя, уменьшение расхо"да моторного масла и сменноэапасныхчастей. Цель достигается тем, что в известной системе смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащей двухсекционный масляный насос с при" водом от двигателя, последовательно сообщенные с основной секцией масляного насоса фильтртонкой очистки,масляный холодильник и главную мас"ляную магистраль, а также первую,вторую, третью и четвертую центрифуги, в отличие от нее .в предложеннойдополнительно установлен распредекорпус с выполненным в его крышке .маслоподводящим отверстием и пароймаслоподводящих отверстий на боковойповерхности втулки, расположенной(парой) в плоскости, перпендикулярной оси цилиндрического корпуса вего верхней части, а также четырьмяпарами маслоотводящих отверстий,каждая из которых размещена в четырех плоскостях, перпендикулярных осикорпуса. Распределитель включает всебя втулку с расположенными,на боковой поверхности пятью отверстиямии двумя штифтами, входящими в дванаправленных вниз дугообразных паза,выполненных на внутренней поверхности корпуса. Распределитель такжевключает в себя подпружиненный золот"ник со скосом и двумя продольнымипазами на боковой поверхности, в которые входят штифты, выполненные навнутренней поверхности втулки. Верхняя пара маслоотводящих отверстййкорпуса сообщена с входами первой ичетвертой центрифуг, вторая пара сообщена с входами второй и третьейцентрифуг, третья пара " с входамитретьей и второй центрифуг, а четги две подключенные к нему параллельно центрифуги с гидравлическим приводом ротора,Недостатком известной системы является низкое качество очистки маслана пониженных скоростных режимах работы двигателя, при которых уменьшается подача масла от навешанного нанего насоса.10Известна также система смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащая основной и дополнительный масляные насосы с приводом от двигателя(двухсекционный масляныйнасос), холодильник, Фильтр тонкой очистки масла и главную масляную магистраль,последовательно сообщенные с основной секцией масляного насоса, ипервую, вторую, третью и четвертуюцентрифуги с гидравлическим приводомротора, на которые работает дополнительная секция масляного насоса, Этасистема является наиболее близкойпо технической сущности и достигаемому. результату к предложенной системе смазкй,Недостатками известной системыявляются низкое качество очистки масла на пониженных скоростных режимахработы двигателя и недостаточная про- литель, содержащий цилиндрическийдолжительность необслуживаемой работы центрифуг. Очистка масла осуществляется качественно только на номинальном режиме работы двигателя, длякоторого рассчитывается система, т.е.когда параметры работающего навешанного на двигатель насоса соответствуют гидравлическим характеристикамцентрифуг, и перед их соплами устанавливается номинальное (расчетное)рабочее давление, что обусловливаетвысокую частоту вращения роторов и,следовательно, высокую эффективностьочистки масла от нерастворимых примесей. На всех остальных режимах работы двигателя (средний, малый ход.,холостые обороты и т,п.) параметрынасоса (подача и напор) падают,вследствие чего снижается частота вращения роторов центрифуг, резко ухудшается качество очистки масла, значительно возрастает загрязнение фильтрующих элементов фильтров тонкойочистки масла грубодисперсными частицами, снижается их грязеемкость, 55ухудшаются гидравлические характеристики и пропускная способность фильтров, что в конечном итоге приводит26 5 17783вертая - с входами четвертой и первойцентрифуг,Предложенная система очистки масла в двигателях внутреннего сгорания обеспечивает высокое качествоочистки масла на всех режимах работыдвигателя, цто обусловлено введениемв систему распределителя, который взависимости от частоты вращения двигателя автоматически отключает (приснижении частоты вращения) или подклюцает соответствующее (степени изменения режима работы) количествоцентрифуг, а следовательно, тем самым поддерживает перед гидроприводомоставшихся в работе центрифуг рабочее давление, равное или близкое кноминальному. Такое давление обеспечивает спецификационные режимы работы 20центрифуг с высоким качеством оцистФки масла,При этом отключение центрифуг ипоследующее их подклюцение (или наоборот) при изменении режима работы 25двигателя до его остановки с последующим пуском и увелицением частотывращения осуществляется в согласованной последовательности (первая отключенная центрифуга в первую очередь включается), что способствуетэффективному использованию рабочихобъемов центрифуг (равномерному ихиспользованию) и увеличению периоданеобслуживаемой работы между чистками их роторов,На номинальном режиме работы двигателя распределитель обеспечивает подключение к напорной магистрали 40 насоса всех центрифуг. В этом случае золотник и втулка под воздействием давления масла, находятся в крайних нижних положениях. Итифты втулки находятся в крайних нижних положениях 45 одной из ветвей, например правых, дугообразных пазов корпуса, что обеспечивает совпадение одного ряда(правого в данном случае) маслоподводящих и маслоотводящих отверстий кор пуса 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 выходными отверстиями поворотной втулки.При снижении оборотов двигателясоответственно падает подача приводного от двигателя насоса, давлениемасла в напорной магистрали насоса,а следовательно и во внутренней полости поворотной втулки распределителя, Золотник под воздействием пружины поднимается вверх и перекрываетнижнее выходное отверстие поворотнойвтулки, отключая одну из центрифуг.В результате этого расход масла перераспределяется между оставшимися .в работе центрифугами, перед их гидроприводами поддерживается рабочеедавление (близкое к номинальному) ицентрифуги работают практически наноминальном режиме,При дальнейшем снижении оборотовдвигателя и, соответственно, падениидавления масла в напорной магистрали насоса аналогично отключаются идругие центрифуги.При полной остановке двигателя иполном падении давления масла в напорной магистрали насоса и в полостинад золотником и поворотной втулкойзолотник под воздействием пружиныперемещает поворотную втулку вверх,Входные и выходные отверстия корпусаперекрываются втулкой. Итифты поворотной втулки, двигаясь в вершины дугообразных пазов корпуса по его правым ветвям, соответственно разворацивают втулку и за счет инертностидвижения проходят вершины дугообразных пазов корпуса. При последующемзапуске двигателя под действием возрастающего давления масла поворотнаявтулка вместе с золотником движетсявниз, а ее штифты перемещаются ужепо другим ветвям (левым) дугообраз"ных пазов корпуса до упора, соответственно разворачивая поворотную втулку и обеспечивая таким образом совпадение ее входного и выходных отверстий с другим вертикальным рядом отверстий корпуса, которые сообщены сцентрифугами, исходя из согласованной лоследовательности подключенияцентрифуг (первой подключается центрифуга, выключенная первой).При этом пазы на наружной поверхности золотника и штифты на внутренней поверхности поворотной втулкиобеспечивают ориентирование наклонного среза золотника по отношению квходному 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 мас- ла в трубопроводе при фиксированном по высоте (и окружности) .положении поворотной втулки обеспечивает перемещение подпружиненного золотника вниз и по мере возрастания подачи насоса - последовательное подключение к работе центрифуг (противополож ное подключению при предшествующем цикле развития оборотов от нуля).На фиг. 1 изображена система смаз": ки двигателя внутреннего сгорания при неработающем двигателе; на фиг.2- 2 О при номинальном режиме работы; на Фиг. 3 - сечение А-А распределителя системы.1.Система смазки содержит навешан" 25 ный на двигатель двухсенционный масляный насос, одна секция которого- основной масляный насос 1 соединена трубопроводом последовательно сфильтром 2 тонкой очистки и масляным Эр холодильником 3 и обеспечивает смазку трущихся деталей двигателя, другая секция - дополнительный масляный насос Й через распределитель 5 соеди" нена с центрифугами 6 (в конкретном 35 примере 1 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 содер" жит корпус (полый цилиндр) 9, в котором выполнены отверстия для подвода в цилиндр и отвода масла на цен. трифуги 6. Для подвода масла одно отверстие 10 выполнено в верхней донной части цилиндра и два отверстия 11 (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 13.2 разнесены соответственно разнесению пар отверстий 11 и 12 и ориентированы вниз. Внутренние стороны ветвей пазов сходятся в вершинах 133 под острыми углами.В нижней части цилиндра (в основании цилиндра) выполнено отверстие 14 для сброса в картер 7 проникающего через неплотности масла. В полом цилиндре.9 установлена втулка 15 с донышком, На боковой поверхности втулки 15 выполнены пять отверстий: для подвода 16 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 непод" вижному 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 другой ветви пазов обеспечивает совпадение отверстий втулки с другим рядом отверстий полого цилиндра (с другим отверстием каждой пары). На внутренней поверхности втулки ус" тановлены 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 вверхней части. штифты 19 в пазах 22обеспечивают орйентацию наклонногосреза 23 золотника 21 относительновходного отверстия 16 поворотнойвтулки 15, При этом трубопроводысоединяют каждую пару выходных отверстий 12 полого цилиндра с соответствующими центрифугами (см. Фиг.1,2).Конкретно, верхняя пара маслоотводящих отверстий сообыена с входамипервой и четвертой центрифуг, вторая пара " с входами второй и третьей центрифуг, третья - с входами третьей и второй центрифуг, а четвер 17783тая - с входами четвертой и первойцентрифуг, Это обеспечивает в процессе изменения режима работы двигателя от пуска до остановки согласованное подключение и отключение центрифуг, после каждой остановки порядок подключения будет меняться напротивоположный,Система смазки двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом, При неработающем двигателе всистеме смазки и, следовательно, вполостях распределителя 5 давлениямасла нет,. Золотник 21 и поворотнаявтулка 15 под воздействием пружины20 находятся в крайнем верхнем положении (Фиг, 1), Штифты 18 поворотнойвтулки 15 находятся практически ввершинах 13 3 дугообразных пазов 13 20полого цилиндра 9. При этом отверстия11 и 12 цилиндра перекрыты боковойповерхностью втулки 15.При пуске двигателя и, следовательно, работе насоса 4(1) давление 25масла в системе будет повышаться,Масло через отверстие 10 поступает вполость над втулкой 15. Под давлением масла, втулка 15 вместе с золотником 21 движется вниз. 30Иифты 18 из вершин 13 3 пазов 13перемещаются по левым, например, ветвям до упора, разворачивая при движении втулку 15 на соответствующий уголи останавливая ее в положении, обеспечивающем таким путем совмещениевходного 16 и выходных отверстий 17поворотной втулки 15 соответственнос левыми отверстиями 11, 12 пологоцилиндра (фиг. За). При возрастании 40давления масла по мере развития оборотов двигателя под его воздействием на наклонный срез 23 золотника 21и его донышко золотник перемещаетсявниз, открывая доступ масла через 4 сотверстие 17 первого (высшего) уровня на центрифугу 1, затем по меревозрастания давления золотник открывает доступ масла на центрифугу 11через отверстие 17 на 2-ом уровне, 50затем аналогично на центрифугу 111и 1 Ч,Возрастание подачи насоса при уве"личении частоты вращения главногодвигателя и насоса 4(1) обеспечивает у;при соответствуоцем последовательномподключении центрифуг 6 (при возрас"тании числа работающих центрифуг) ихспецификационный режим работы, т.е. 26 ., 10высокое качество очистки масла, параметры которого перед гидроприводами центрифуг поддерживаются практически номинальными,При снижении частоты вращения двигателя, соответственно насоса 4, снижении подачи давления масла, подъемезолотника 21 под воздействием пружины 20 центрифуги отключаются в обратном порядке, а именно 1 Ч, 111, 11, 1.При остановке двигателя, как следствие, при полном падении давлениямасла в напорной магистрали, надповоротной втулкой 15 и золотником21 последний под действием пружины 20перемещают поворотную втулку вверх,все отверстия цилиндоа 11, 12 приэтом перекрываются втулкой, а ее штифты 18, перемещаясь по левым 13.2 ветвям дугообразных пазов 13, разворачивают соответственно втулку и за счетинерционности движения сопряженныхэлементов 15 и 21 переходят границувершин 13.3 пазов, Втулка 15 и золотник 21 занимают крайние верхние положения, штифты 18 - тоже верхнее. положение, причем уже в правых ветвях13. 1 пазов 13При последующем пуске двигателя иопускании поворотной втулки под воздействием возрастающего давления масла штифты 18 отпускаются вместе с нейпо другим, правым 13.,1 ветвям дугообразных пазов до упора, что обеспечивает разворот втулки, ее остановкуи совмещение в этом положении всехотверстий втулки (входного 16 и выходных 17) соответственно с правымив каждой паре отверстиями (11 и 12полого цилиндра), При дальнейшем развитии частоты вращения двигателя исоответственно повышении подачи насоса 4, давления масла движение золотника 21 вниз обеспечивает подключение центрифуг в последовательности в .ЕЧ, 111, ЕТ, 1, т,е. в последовательности, обратной последовательности подключения центрифуг в предшествующем цикле развития частотывращения от нуля, в результате чегосоздаются условия для более равномерного распределения загрязнений мвкду всеми центрифугами системы. Приэтом работа центрифуг на спецификационном уровне режима на всех режимах работы двигателя обеспечиваетудаление грубодисперсных частиц загрязнений, что, в свою очередь, соз 117дает благойриятные условия работыфильтра тонкой очистки масла. Формула изобретенияСистема смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащая двухсекционный масляный насос с приводом от двигателя, последовательно сообщенные с основной секцией масляного насоса, фильтр тонкой очистки, масля- ный холодильник и главную масляную магистраль, а также первую, вторую, третью и четвертую центрифуги, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью достижения высокого качества очистки масла центрифугами на пониженных скоростных режимах работы двигателя и увеличения продолжительности необслуживаемой работы центрифуг, система снабжена распределителем, включающим в себя цилиндрический корпус с выполненным в его крыш.ке маслоподводящим отверстием и парой маслоподводящих отверстий ка боковой поверхности втулки, располо- о 7 В 326 12женной в плоскости, перпендикулярной оси корпуса в его верхней части,а также четырьмя парами маслоподводящих отверстий, каждая из которыхразмещена в четырех плоскостях, пер"пендикулярных оси корпуса, втулку срасположенными на боковой поверхности пятью отверстиями и двумя штифтами, входящими в два направленныхвниз дугообразных паза, выполненныхна внутренней поверхности корпуса и, подпружиненный золотник со скосом идвумя продольными пазами на боковойповерхности, в которые входят штифты,выполненные на внутренней поверхности втулки, причем маслоподводящиеотверстия корпуса сообщены с допол"нительной секцией масляного насоса, 20 верхняя пара маслоотводящих отверстий сообщена с входами первой и четвертой центрифуг, вторая пара с входами второй и третьей центрифуг,третья - с входами третьей и второй 25 центрифуг, а четвертая с входами чет"вертой и первой центрифуг.оставитель В.Даницкехред И.Иоргентал орректор Н,Ревская Редак при ГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 Заказ 1172 ВНИИПИ Государстванног 113035ираиомитет осква но изобретен К, Раушска Подписноеи и открытинаб., д. 4/