СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА ДВИГАТЕЛЕЙ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ С ПЕРЕВОРАЧИВАНИЕМ ИЛИ В СИЛЬНО НАКЛОНЕННОМ ПОЛОЖЕНИИ
CRANKCASE VENTILATION SYSTEM, OPERATED WITH OVERTURNING OR IN HIGHLY INCLINED POSITION

Изобретение относится к системе вентиляции картера двигателя, предпочтительно эксплуатируемого с переворачиванием и/или в сильно наклоненном положении, например, морского двигателя, в частности, для судна или катера.
Из практики известны системы вентиляции картера для судовых и лодочных двигателей, содержащих место отбора прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, трубопровод от места отбора в сепаратор прорывающихся из камеры сгорания в картер газов с мембраной давления, трубопровод обратного потока масла от масляного сепаратора в масляный поддон и трубопровод для очищенных прорывающихся из камеры сгорания в картер газов от сепаратора прорывающихся из камеры сгорания в картер газов к всасывающему патрубку компрессора.
Недостатком известных вентиляционных систем картера является, в частности то, что при сильно наклонных положениях и/или при переворачивании двигателя масло увлекается вентиляцией картера, в частности, всасывается, и тем самым попадает в камеру сгорания, что приводит к повреждению двигателя.
Задачей изобретения является создание улучшенной системы вентиляции картера, предпочтительно вентиляционной системы картера для обеспечения возможности эксплуатации двигателя при переворачивании и/или в сильно наклоненном положении, в частности, без возможности попадания масла в камеру сгорания двигателя, что может приводить к повреждению двигателя.
Эта задача может быть решена с помощью признаков основного пункта формулы изобретения. Предпочтительные модификации изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и приведенного ниже описания предпочтительных вариантов выполнения изобретения.
Изобретение предлагает вентиляционную систему картера, целесообразно для двигателя, содержащего картер, предпочтительно по меньшей мере одно место отбора прорывающихся из камеры сгорания в картер газов и по меньшей мере один сепаратор прорывающихся из камеры сгорания в картер газов.
Двигатель предпочтительно является двигателем судна или катера, в частности, для использования в сильно динамичном судне или катере, таком как, например, спасательный и/или береговой катер.
Вентиляционная система картера характеризуется, в частности, тем, что она предназначена для двигателя, эксплуатируемого при переворачивании (например, переворачивании верхом вниз) и/или с сильным наклоном, и/или для обеспечения возможности переворачивания двигателя при эксплуатации и/или эксплуатации двигателя с большим наклоном, предпочтительно без возможности попадания масла в камеру сгорания двигателя, что может приводить к повреждению двигателя.
Для этого вентиляционная система картера может иметь, в частности, дополнительно по меньшей мере к одному сепаратору прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, по меньшей мере один резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, при этом по меньшей мере один сепаратор прорывающихся из камеры сгорания в картер газов и по меньшей мере один резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов соединены друг с другом.
Признак «эксплуатация в сильно наклонном положении» и/или «способность эксплуатации в сильно наклонном положении» охватывает в рамках изобретения, в частности, наклоны двигателя и/или вентиляционной системы картера свыше 45°, свыше 60°, свыше 75° или свыше 80° относительно горизонтали. Целесообразно возможно, но не обязательно, что при этом происходит переворачивание двигателя и/или вентиляционной системы картера.
Возможно, что резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов расположен над уровнем, в частности, выше сепаратора прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, целесообразно непосредственно вблизи его.
Кроме того, резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть расположен, соответственно, смонтирован сбоку на двигателе.
Кроме того, резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть расположен отдельно от двигателя. Резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть закреплен, например, на раме транспортного средства, раме фундамента, стене судна и т.д. Целесообразно, резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть соединен по меньшей мере с помощью одного (предпочтительно гибкого) трубопровода с двигателем.
Сепаратор прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть соединен, например, по меньшей мере с помощью соединительного средства для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов с резервуаром для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов. Соединительное средство для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов входит предпочтительно в верхний участок резервуара для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, предпочтительно непосредственно под крышей или крышкой или по меньшей мере вблизи.
Резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть предпочтительно соединен по меньшей мере через одно соединительное приспособление для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов (например, соединительный трубопровод) по меньшей мере с одним местом отбора. Соединительное приспособление для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов входит предпочтительно в верхний участок резервуара для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, например, непосредственно под крышей или крышкой или по меньшей мере вблизи них.
Соединительное средство для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть соединено с запирающей частью. Запирающая часть служит предпочтительно для предотвращения прохождения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов из резервуара для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов в направлении по меньшей мере одного сепаратора прорывающихся из камеры сгорания в картер газов или даже в сепаратор прорывающихся из камеры сгорания в картер газов. Возможно, что запирающая часть встроена в резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов и/или выполнена с возможностью электрического, механического или магнитного управления. Запирающая часть может быть выполнена, например, в виде магнитного клапана или заслонки.
Возможно, что вентиляционная система картера может эксплуатироваться также без запирающей части. В этом случае резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов действует в качестве собирательного объема, грубого и/или предварительного сепаратора.
Возможно, что по меньшей мере одно соединительное приспособление для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов и/или по меньшей мере одно соединительное средство для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, предпочтительно содержит в резервуаре для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов целесообразно верхний, например, по существу горизонтальный участок и целесообразно отходящий от него вниз участок. Отходящий вниз участок может быть ориентирован предпочтительно по существу вертикально. Прохождение (горизонтальное/вертикальное) может отражать лишь тенденцию, важным для эксплуатации является прохождение с подъемом, соответственно, с падением при расположении отделительного резервуара в верхней части двигателя.
По меньшей мере одно соединительное приспособление для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов и/или по меньшей мере одно соединительное средство для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть выполнено по существу L-образно. Отходящий вниз участок по меньшей мере одного соединительного приспособления для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть предпочтительно соединен по меньшей мере с одним местом отбора.
Отходящий вниз участок по меньшей мере одного соединительного приспособления для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть предпочтительно соединен с сепаратором прорывающихся из камеры сгорания в картер газов.
Резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может быть соединен по меньшей мере через один элемент возврата масла (например, возвратный трубопровод) с масляным поддоном. Через элемент возврата масла можно предпочтительно возвращать масло из резервуара для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов в масляный поддон.
Возможно, что по меньшей мере один сепаратор прорывающихся из камеры сгорания в картер газов соединен по меньшей мере через одно средство возврата масла (например, возвратный трубопровод) с масляным поддоном. Через средство возврата масла можно предпочтительно возвращать масло из сепаратора прорывающихся из камеры сгорания в картер газов в масляный поддон.
Средство для возврата масла и/или элемент для возврата масла предназначены для вхождения в находящуюся в масляном поддоне масляную ванну.
Средство для возврата масла может иметь защитное средство. Защитное средство может быть предназначено для предотвращения обратного потока масла из масляного поддона в сепаратор прорывающихся из камеры сгорания в картер газов. Защитное средство может быть выполнено, например, в виде обратного клапана, магнитной клапанной заслонки или другого запирающего органа.
Возможно, что вентиляционная система картера имеет улавливающий резервуар для возможно выходящего при переворачивании и/или при эксплуатации в наклонном положении масла. Улавливающий резервуар может быть соединен, например, с элементом для возврата масла. Возможно, что защитный элемент предназначен для открывания при переворачивании и/или эксплуатации в наклонном положении, так что возможно выходящее масло может попадать через защитный элемент в улавливающий резервуар. Когда, в частности, давление в вентиляционной системе картера возрастает выше допустимого уровня, например, при переворачивании и/или при эксплуатации в наклонном положении, то предпочтительно запирающая часть закрывается, а защитный элемент открывается.
Защитный элемент может быть встроен, например, в элемент возврата масла, в улавливающий резервуар или трубопровод между элементом возврата масла и улавливающим резервуаром.
Защитный элемент может быть выполнен в виде заслонки или клапана, предпочтительно в виде предохранительного и/или магнитного клапана.
Вентиляционная система картера может содержать по меньшей мере одно измерительное устройство для опосредованного или непосредственного измерения наклонного положения двигателя. Наклонное положение двигателя можно предпочтительно измерять во время эксплуатации двигателя, например, с помощью по меньшей мере одного датчика наклона, сейсмического датчика, маятника и т.д.
Возможно, что запирающая часть закрывается в течение заданного времени и/или двигатель эксплуатируется с пониженной мощностью или останавливается, когда с помощью измерительного устройства измеряется заданное и/или не допустимое наклонное положение двигателя. При этом недопустимо большим наклонным положением может быть положение большого наклона двигателя, но не переворачивания (например, больше 45°, 60°, 75° или больше 80° относительно горизонтали) и/или большими наклонами двигателя после переворачивания двигателя (в частности, положением наклона свыше 180°).
Вентиляционная система картера, в частности, резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, целесообразно предназначен для предотвращения возможности проникновения, при эксплуатации двигателя в наклонном положении или при переворачивании двигателя и/или вентиляционной системы картера, масла, например, из масляной ванны в камеру сгорания двигателя.
Следует отметить, что в рамках изобретения вентиляционная система картера может содержать, например, одно или несколько мест отбора, один или несколько сепараторов прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, одно или несколько соединительных приспособлений для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, одно или несколько соединительных средств для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, один или несколько запирающих элементов, один или несколько элементов для возврата масла, одно или несколько средств для возврата масла и/или один или несколько резервуаров для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов.
Указанные выше примеры выполнения и признаки изобретения можно комбинировать друг с другом. Другие предпочтительные модификации изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения или следуют из последующего описания предпочтительных вариантов выполнения изобретения со ссылками на прилагаемую фиг. 1, на которой показана вентиляционная система картера, согласно одному варианту выполнения изобретения.
На фиг. 1 схематично показана вентиляционная система К картера, согласно одному варианту выполнения изобретения, целесообразно эксплуатируемого при переворачивании и/или при сильном наклоне двигателя, и/или для обеспечения возможности этого.
Свойство возможности переворачивания двигателя во время эксплуатации или, соответственно, возможности эксплуатации двигателя в сильно наклоненном положении, требуется, в частности, для двигателей высокодинамичных судов, например, для спасательных катеров.
Признак эксплуатации в сильно наклоненном положении или, соответственно, способности эксплуатации при большом наклоне, содержит в рамках изобретения целесообразно наклоны свыше 45°, свыше 60°,свыше 75° или свыше 80° при эксплуатации вентиляционной системы К картера, соответственно двигателя, относительно горизонтали.
Признак способности переворачивания, соответственно, переворачивания означает, в частности, полные перевороты и/или перевороты на 360° при эксплуатации вентиляционной системы К картера, соответственно, двигателя.
Вентиляционная система К картера содержит место 1 отбора прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, картер 14, компрессор 7 с всасывающими патрубками, сепаратор 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов и масляный поддон 5. Соединительный элемент 2 для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов является составляющей частью не способного к переворачиванию варианта выполнения, согласно уровню техники, и служит лишь в качестве информации. Соединительный элемент 2 для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов не является частью вентиляционной системы К картера.
Кроме того, вентиляционная система К картера содержит трубопровод 4 для возврата масла в масляный поддон 5 и трубопровод 6 для очищенных прорывающихся из камеры сгорания в картер газов для соединения сепаратора 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов с всасывающим патрубком компрессора 7.
Вентиляционная система К картера содержит дополнительно к сепаратору 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов резервуар 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, который соединен с сепаратором 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов.
Резервуар 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов расположен над уровнем сепаратора 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, предпочтительно непосредственно над ним. Возможны также другие расположения, например, сбоку на двигателе.
Соединительное приспособление 2а для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов (например, соединительный трубопровод) соединяет резервуар 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов с местом 1 отбора.
Соединительное средство 2b для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов (например, соединительный трубопровод) соединяет сепаратор 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов с резервуаром 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов. Соединительное средство 2b для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов содержит в резервуаре 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов верхний, по существу горизонтальный участок и отходящий от него вниз, предпочтительно по существу вертикальный участок.
Поток среды проходит по существу следующим образом: место отбора, вход в отделительный резервуар 8, выход из отделительного резервуара 8, вход в сепаратор 3, вход во всасывающий патрубок.
Соединительное средство 2b для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов соединено с запирающей частью 9 в виде клапана или заслонки. Запирающая часть 9 предназначена для предотвращения выхода потока прорывающихся из камеры сгорания в картер газов из резервуара 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов в направлении сепаратора 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов или даже в сепаратор 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов. Запирающая часть в показанном варианте выполнения встроена в резервуар 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов и может быть предназначена для управления электрически, механически или пневматически, предпочтительно в зависимости от измерительного устройства для измерения наклонного положения двигателя. Запирающая часть 9 может быть также расположена снаружи отделительного резервуара 8.
Запирающая часть 9 является не обязательной, если должна обеспечиваться лишь эксплуатация с большим наклоном двигателя. Если запирающая часть 9 не используется, то резервуар 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов может служить в качестве собирательного объема, соответственно, в качестве грубого или предварительного сепаратора.
Резервуар 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов соединен через элемент 10 возврата масла (трубопровод возврата масла) с масляным поддоном 5. Сепаратор 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов соединен через средство 4 возврата масла (трубопровод возврата масла) с масляным поддоном 5. Средство 4 возврата масла может иметь защитное средство 13 в виде обратного клапана, магнитного клапана или заслонки, с целью предотвращения обратного потока масла из масляного поддона 5 в сепаратор 3 прорывающихся из камеры сгорания в картер газов.
Вентиляционная система К картера содержит улавливающий резервуар 12. Улавливающий резервуар 12 соединен через защитный элемент 11 с элементом 10 возврата масла. Защитный элемент 11 может быть выполнен в виде заслонки или клапана, предпочтительно в виде предохранительного и/или магнитного клапана. Когда давление в вентиляционной системе К картера нарастает свыше допустимого уровня, например, при переворачивании и/или сильном наклоне двигателя, предпочтительно закрывается запирающая часть 9 и открывается защитный элемент 11, так что возможно выходящее масло может попадать через защитный элемент 11 в улавливающий резервуар 12. Отбор через головку цилиндров является лишь опцией.
Вентиляционная система К картера, в частности, резервуар 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, служит целесообразно для предотвращения при эксплуатации двигателя с большим наклоном или при переворачивании двигателя и/или вентиляционной системы К картера попадания масла из масляного поддона 5 в камеру сгорания двигателя, например, от увлечения, соответственно, всасывания вентиляционной системой картера и попадания в камеру сгорания, что может приводить к повреждению двигателя.
Вентиляционная система К картера может содержать не изображенное измерительное устройство для опосредованного или непосредственного измерения наклонного положения двигателя при эксплуатации двигателя. Измерительное устройство может содержать, например, датчик наклона, сейсмический датчик, маятник и т.д.
Запирающая часть 9 может закрываться на заданное время, когда с помощью измерительного устройства измеряется заданное или недопустимое наклонное положение двигателя. В качестве альтернативного решения или дополнительно, двигатель может эксплуатироваться с уменьшенной мощностью или останавливаться, когда с помощью измерительного устройства измеряется заданное или недопустимое наклонное положение двигателя. Недопустимо большие наклонные положения двигателя могут содержать большие наклоны, но без переворачивания двигателя, или большие наклоны перед переворачиванием двигателя.
Функция или, соответственно, эксплуатация вентиляционной системы К картера может состоять в следующем:
1. Эксплуатация при недопустимом наклонном положении и/или переворачивании двигателя
2. Выдача сигнала переключения с помощью измерительного устройства
3. Не обязательно, закрывание запирающей части 9 на заданное время
4. Не обязательно, эксплуатация двигателя с уменьшенной скоростью вращения и/или уменьшенной мощностью на заданное время
5. Вхождение масла в резервуар 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов
6. Возможное закрывание защитного элемента 13
7. Возможное открывание защитного элемента 11 и направление прорывающихся из камеры сгорания в картер газов в улавливающий резервуар 12
8. Выпрямление двигателя после эксплуатации с недопустимым наклонным положением с или без переворачивания
9. Вытекание объема масла из резервуара 8 для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов в масляный поддон 5 через элемент 10 возврата масла
10. Когда по истечении заданного времени все еще измеряется эксплуатация в недопустимом наклонном положении, может открываться не обязательная запирающая часть 9 и обеспечивается возможность или, соответственно, начинается регулярная эксплуатация двигателя.
На практике указанные выше процессы могут выполняться в измененной последовательности и/или одновременно.
Изобретение не ограничивается поясненными выше вариантами выполнения. Возможно множество вариантов и модификаций, в которых также используется идея изобретения и которые входят в объем защиты. Кроме того, изобретение претендует также на защиту предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения, независимо от признаков и пунктов зависимости.
Перечень позиций
1 Место отбора для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов
2 Соединительный элемент для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов от места отбора к сепаратору прорывающихся из камеры сгорания в картер газов (уровень техники)
2а Соединительное приспособление для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, например, соединительный трубопровод от резервуара для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов к месту отбора
2а Соединительное средство для прорывающихся из камеры сгорания в картер газов, например, соединительный трубопровод от сепаратора прорывающихся из камеры сгорания в картер газов до резервуара для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов
3 Сепаратор прорывающихся из камеры сгорания в картер газов
4 Средство возврата масла, например, трубопровод возврата масла
5 Масляный поддон
6 Элемент трубопровода для очищенных прорывающихся из камеры сгорания в картер газов от сепаратора прорывающихся из камеры сгорания в картер газов к всасывающему приспособлению компрессора
7 Компрессор
8 Резервуар для отделения прорывающихся из камеры сгорания в картер газов
9 Запирающая часть, например, клапан или заслонка
10 Элемент возврата масла, например, трубопровод возврата масла
11 Защитный элемент, например, клапан или заслонка
12 Улавливающий резервуар
13 Защитное средство, например, клапан или заслонка
К Вентиляционная система картера